เพื่อตอบคำถามของคุณเกี่ยวกับสาเหตุที่ไม่ใช่เธรดที่ปลอดภัยไม่ใช่เพราะการเรียกครั้งแรกที่จะinstance()ต้องโทรหาคอนสตรัคSingleton sเตอร์ เพื่อให้เป็น threadsafe สิ่งนี้จะต้องเกิดขึ้นในส่วนที่สำคัญและไม่มีข้อกำหนดใด ๆ ในมาตรฐานที่จะใช้หัวข้อที่สำคัญ (มาตรฐานจนถึงปัจจุบันเงียบในหัวข้อทั้งหมด) คอมไพเลอร์มักใช้สิ่งนี้โดยใช้การตรวจสอบที่ง่ายและการเพิ่มบูลีนสแตติก - แต่ไม่ใช่ในส่วนที่สำคัญ สิ่งที่ต้องการ pseudocode ต่อไปนี้:
static Singleton& instance()
{
static bool initialized = false;
static char s[sizeof( Singleton)];
if (!initialized) {
initialized = true;
new( &s) Singleton(); // call placement new on s to construct it
}
return (*(reinterpret_cast<Singleton*>( &s)));
}
ดังนั้นนี่คือ Singleton แบบปลอดภัยเธรด (สำหรับ Windows) มันใช้ wrapper คลาสง่าย ๆ สำหรับวัตถุ Windows CRITICAL_SECTION เพื่อให้เราสามารถคอมไพเลอร์เริ่มต้นโดยอัตโนมัติCRITICAL_SECTIONก่อนที่main()จะเรียกว่า เป็นการดีที่จะใช้คลาสส่วนวิกฤตที่สำคัญอย่างแท้จริงของ RAII ซึ่งสามารถจัดการกับข้อยกเว้นที่อาจเกิดขึ้นเมื่อมีการจัดหมวดส่วนที่สำคัญ แต่นั่นไม่ได้อยู่เหนือขอบเขตของคำตอบนี้
การดำเนินการขั้นพื้นฐานคือเมื่อมีการSingletonร้องขออินสแตนซ์ของการล็อคถูกนำมาใช้ซิงเกิลตันจะถูกสร้างขึ้นถ้ามันจำเป็นจะต้องจากนั้นล็อคจะถูกปล่อยและการอ้างอิง Singleton กลับมา
#include <windows.h>
class CritSection : public CRITICAL_SECTION
{
public:
CritSection() {
InitializeCriticalSection( this);
}
~CritSection() {
DeleteCriticalSection( this);
}
private:
// disable copy and assignment of CritSection
CritSection( CritSection const&);
CritSection& operator=( CritSection const&);
};
class Singleton
{
public:
static Singleton& instance();
private:
// don't allow public construct/destruct
Singleton();
~Singleton();
// disable copy & assignment
Singleton( Singleton const&);
Singleton& operator=( Singleton const&);
static CritSection instance_lock;
};
CritSection Singleton::instance_lock; // definition for Singleton's lock
// it's initialized before main() is called
Singleton::Singleton()
{
}
Singleton& Singleton::instance()
{
// check to see if we need to create the Singleton
EnterCriticalSection( &instance_lock);
static Singleton s;
LeaveCriticalSection( &instance_lock);
return s;
}
ชาย - นั่นเป็นเรื่องอึมากที่จะ "ทำให้โลกดีขึ้น"
ข้อเสียเปรียบหลักในการนำไปใช้นี้ (ถ้าฉันไม่ปล่อยให้แมลงบางตัวผ่าน) คือ:
- ถ้า
new Singleton()พ่นจะไม่ปล่อยล็อค สิ่งนี้สามารถแก้ไขได้โดยใช้วัตถุล็อค RAII ที่แท้จริงแทนที่จะเป็นแบบธรรมดาที่ฉันมีที่นี่ นอกจากนี้ยังสามารถช่วยทำให้อุปกรณ์พกพาได้ถ้าคุณใช้สิ่งที่คล้ายกับ Boost เพื่อจัดเตรียม wrapper อิสระสำหรับล็อคแพลตฟอร์ม
- สิ่งนี้รับประกันความปลอดภัยของเธรดเมื่อมีการร้องขออินสแตนซ์ซิงเกิลหลังจาก
main()ถูกเรียก - ถ้าคุณเรียกมันก่อนหน้านั้น (เช่นในการเริ่มต้นของวัตถุคงที่) สิ่งต่าง ๆ อาจไม่ทำงานเพราะCRITICAL_SECTIONอาจไม่ได้เริ่มต้น
- ต้องทำการล็อคทุกครั้งที่มีการร้องขออินสแตนซ์ ดังที่ฉันได้กล่าวมานี่เป็นการใช้งานเธรดอย่างปลอดภัย หากคุณต้องการหนึ่งที่ดีกว่า (หรืออยากรู้ว่าทำไมสิ่งที่ต้องการตรวจสอบอีกครั้งเทคนิคล็อคข้อบกพร่อง) ดูเอกสารที่เชื่อมโยงกับในคำตอบของ Groo