C 11 的初始化保證可以取代執行緒安全單例實現的互斥體嗎？

在C 11 實現多執行緒安全單例而不使用互斥體

C 11 引入了多執行緒功能，可以有效處理並發執行。本文探討了在 C 11 中實作延遲初始化單例的無鎖方法，避免使用重量級互斥來優化效能。

使用原子操作的原始方法

所提出的方法嘗試透過使用原子操作來避免互斥。然而，建議的實現依賴 CAS（比較和交換）來防止競爭條件，並且可能容易受到微妙的並發問題的影響。

C 11 的明確初始化保證

C 11 引入了有關靜態資料成員初始化的強大語言保證。根據C 11 標準的§6.7 [stmt.dcl] p4：

If control enters the declaration concurrently while the variable is being initialized, the concurrent execution shall wait for completion of the initialization.

這意味著在C 11 下，無需明確鎖定即可實現靜態變數的延遲初始化，因為編譯器將確保正確的初始化初始化同步。

使用靜態成員函數實現單例

要利用C 11 的初始化保證，可以使用一個簡單的靜態成員函數來存取單例實例：

<code class="cpp">static Singleton& get() {
  static Singleton instance;
  return instance;
}</code>

此實作可確保單例實例的執行緒安全初始化，無需明確鎖定，使其成為C 11 環境中的可行選項。

結論

雖然自訂無鎖單例實作是可能的，但它們可能很複雜且難以正確實現。在 C 11 中，內建的初始化保證為多執行緒安全單例實作提供了簡單且更可靠的解決方案，從而消除了複雜的低階同步的需要。

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