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为什么这个单例构造代码不是线程安全的?

thread-safety design-patterns

odiseh · 技术社区 · 14 年前

谢谢你

class Singleton
{
  private static Singleton _instance;

  // Constructor is 'protected'
  protected Singleton()
  {
  }

  public static Singleton Instance()
  {
    // Uses lazy initialization.
    // **Note: this is not thread safe.**
    if (_instance == null)
    {
      _instance = new Singleton();
    }

    return _instance;
  }
}

9 回复 | 直到 12 年前

sharptooth 14 年前

如果两个线程运行 if (_instance == null) 同时检查,虽然没有创建单例实例,但它们都将尝试调用 new 创建singleton实例并将对它们的引用存储到同一个变量中。

RPM1984 14 年前

因为Singleton不提供对\u实例属性的互斥。

锁

Object thisLock = new Object();

public static Singleton Instance()
{
    lock (thisLock)
    {
        if (_instance == null)
        {
           _instance = new Singleton();
        }
    }

    return _instance;
}

这个例子是C#-我不知道你用的是哪种编程语言。

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/c5kehkcz(VS.90).aspx

Mario The Spoon 14 年前

根据RPM1984的回答:

object thisLock = typeof( Sinlgeton );

或者只是

...
lock( typeof( Singleton ) )
{
   ...
}

对于你们当中的表演大师:

public Singleton getInstance()
{
    // the first query may save a performance-wise expensive lock - operation
    if ( null == _instance )
    {
       lock ( typeof( Singleton ) )
       {
          if ( null == _instance )
          {
             _ instance = new Singleton()
          }
       }
    }

    return _instance;
}

顺便说一句:这就是所谓的双锁单例模式。

Naveen 14 年前

因为有可能倍数 Instance 方法和单例对象尚未创建(即。 _instance 为空)。然后假设第一个线程执行 if new 线程上下文切换发生,第二个线程开始执行。它还测试 如果 新的 . 现在第一个线程开始执行并创建 再举一个例子 对象的名称。

Mario The Spoon 14 年前

所以最好的解决办法是

public sealed class Singleton
{
    private static readonly Singletion _instance = new Singleton();

    private Singleton()
    {
       //do your construction
    }

    public static Singleton getInstance()
    {
       return _instance;
    }
}

有什么想法或意见吗?

进一步阅读我发现:

单例MSDN: http://msdn.microsoft.com/de-de/library/ms998558.aspx
静态成员上的MSDN: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/79b3xss3.aspx

静态成员在对的静态成员进行访问第一次和静电前

至于Java,它也应该起作用:

但它不会偷懒,因为单体将被构造一次类已加载
另见:第8.3.1.1节 http://java.sun.com/docs/books/jls/third_edition/html/classes.html
看到了吗 http://java.sun.com/docs/books/jls/third_edition/html/execution.html#44557

现在如果有人指出一个保存C++版本,它将是完整的…(我离开C++太长了,无法记住细节……)

InsertNickHere 14 年前

我认为在Java中,只需向getInstance方法添加一个synchronized标志就足够了。这将防止另一个线程在方法中时进入该方法。

Erik Pilz 14 年前

最大的问题是,检查实例是否已经存在以及它的延迟初始化不是原子操作。

最简单的例子是线程A检查条件,然后将其返回给线程B;线程B检查相同的条件,并创建一个新对象并返回该新对象;线程B然后将其返回给线程A,线程A从停止的位置开始;线程A然后继续创建一个新对象并返回该对象。

还有一些值得注意的问题:

\u singleton变量应标记为volatile,以确保正确发布写入。
该类应标记为final或sealed,以防止子类出现问题。
如果出于某种原因需要使类可序列化,那么还需要提供一个实现来处理该场景(否则,客户机可以连续反序列化流以创建多个实例)。

supercat 14 年前

  If TheSingleton Is Nothing Then
    Dim newSingleton As New Singleton
    If Interlocked.CompareExchange(TheSingleton, newSingleton, Nothing) IsNot Nothing Then
      newSingleton.Dispose  ' If applicable
    End If
  End If

如果两个线程在进行比较交换之前通过了“If”测试,那么将创建两个单例。但是,只有传递给CompareExchange的第一个单例将被用于任何事情;另一个将被丢弃。

Jon Hanna 14 年前

如果多个线程在第一个线程写入\u实例之前(实际上,可能在第一个线程写入\u实例之后,但在第二个线程的CPU将新值加载到其缓存之前)执行null检查,那么第二个线程(以及第三个和第四个…)将创建一个新实例并将其写入\u实例。

在垃圾收集语言中,这只是意味着在一段时间内,多个线程将有自己的\u实例版本,但很快它们就会退出作用域并有资格进行垃圾收集。

现在,这是浪费,但它是否真的是一个问题取决于创建一个新实例的成本有多高,以及存在多个实例是否会产生任何负面后果。通常情况下,这种不必要的实例对象复制的负面影响很小,在这种情况下,它的负面影响可能小于锁定的成本(锁定相对便宜,但不是免费的,等待锁定可能会非常昂贵,在某些情况下[死锁是最极端的情况]会非常昂贵),甚至是CASsing。即使它更贵,它可能仍然不是真正的不安全。