ACE_Singleton 的 instance的實現:
template <class TYPE, class ACE_LOCK> TYPE *
ACE_Singleton<TYPE, ACE_LOCK>::instance (void)
{
ACE_TRACE ("ACE_Singleton<TYPE, ACE_LOCK>::instance");
ACE_Singleton<TYPE, ACE_LOCK> *&singleton =
ACE_Singleton<TYPE, ACE_LOCK>::instance_i ();
// Perform the Double-Check pattern...
if (singleton == 0)
{
if (ACE_Object_Manager::starting_up () ||
ACE_Object_Manager::shutting_down ())
{
// The program is still starting up, and therefore assumed
// to be single threaded. There's no need to double-check.
// Or, the ACE_Object_Manager instance has been destroyed,
// so the preallocated lock is not available. Either way,
// don't register for destruction with the
// ACE_Object_Manager: we'll have to leak this instance.
ACE_NEW_RETURN (singleton, (ACE_Singleton<TYPE, ACE_LOCK>), 0);
}
else
{
#if defined (ACE_MT_SAFE) && (ACE_MT_SAFE != 0)
// Obtain a lock from the ACE_Object_Manager. The pointer
// is static, so we only obtain one per ACE_Singleton
// instantiation.
static ACE_LOCK *lock = 0;
if (ACE_Object_Manager::get_singleton_lock (lock) != 0)
// Failed to acquire the lock!
return 0;
ACE_GUARD_RETURN (ACE_LOCK, ace_mon, *lock, 0);
if (singleton == 0)
{
#endif /* ACE_MT_SAFE */
ACE_NEW_RETURN (singleton, (ACE_Singleton<TYPE, ACE_LOCK>), 0);
// Register for destruction with ACE_Object_Manager.
ACE_Object_Manager::at_exit (singleton, 0, typeid (TYPE).name ());
#if defined (ACE_MT_SAFE) && (ACE_MT_SAFE != 0)
}
#endif /* ACE_MT_SAFE */
}
}
return &singleton->instance_;
}
double-check技術主要是解決線程安全問題,避免在初始化時多線程重入,導致instance被實例化兩次。
使用Double
Checked Locking模式帶來的幾點好處:
1、最小化加鎖。通過實現兩個flag檢測,Double Checked Locking模式實現通常用例的優化。一旦flag被設置,第一個檢測將保證後續的訪問不要加鎖操作。
2、防止競爭條件。對flag的第二個檢測將保證臨界區中的事件僅實現一次。
使用Double Checked Locking模式也將帶來一個缺點:產生微妙的移植bug的潛能。這個微妙的移植問題能夠導致致命的bug,如果使用Double Checked Locking模式的軟件被移植到沒有原子性的指針和正數賦值語義的硬件平臺上。例如,如果一個instance_指針被用來作爲Singleton實現的flag,instance_指針中的所有位(bit)必須在一次操作中完成讀和寫。如果將new的結果寫入內存不是一個原子操作,其他的線程可能會試圖讀取一個不健全的指針,這將導致非法的內存訪問。
在一些允許內存地址跨越對齊邊界的系統上這種現象是可能的,因此每次訪問需要從內存中取兩次。在這種情況下,系統可能使用分離的字對齊合成flag,來表示instance_指針。
如果一個過於激進(aggressive)編譯器通過某種緩衝手段來優化flag,或是移除了第二個flag==0檢測,將帶來另外的相關問題。下面使用volatile關鍵字來解決這個問題:
private:
static volatile long Flag_; // Flag is volatile.
使用volatile將保證編譯器不會將flag緩衝到編譯器,同時也不會優化掉第二次讀操作。使用volatile關鍵字的言下之意是所有對flag的訪問是通過內存,而不是通過寄存器。