如何在没有互斥体的情况下在 C 11 中实现无锁单例？

在 C 11 中实现多线程安全单例而不使用互斥体

在 C 11 中，多线程引入了实现单例类的新问题。虽然使用互斥体可以保证线程安全，但可能会影响性能。本文探讨了一种在不诉诸互斥体的情况下创建无锁单例的替代方法。

问题陈述：

我们如何在 C 11 中实现延迟初始化单例出于性能原因而不使用互斥体？

建议的解决方案：

atomic_compare_exchange_strong：

为了实现无锁初始化，我们可以利用 std::atomic_compare_exchange_strong 函数。此原子操作将 std::atomic 变量（标志）的预期值与其所需值（desr）进行比较，如果匹配，则将变量更新为 desr。

初始化过程：

在初始化函数中，我们执行以下步骤：

1. 将标志设置为 1 表示初始化正在进行中。
2. 使用atomic_compare_exchange_strong 检查是否flag为1。如果是，则继续初始化。
3. 如果CAS成功，则flag设置为2，表示初始化成功。
4. 如果CAS失败，则另一个线程已经初始化

线程安全：

线程的并发执行通过以下措施处理：

• 如果标志已经是2，初始化已经完成。
• 如果flag为0，我们尝试使用atomic_compare_exchange_strong来初始化它。
• 如果flag为1，则另一个线程正在初始化，所以当前线程等待。

示例实现：

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

    static bool initialize(const string& name);
};</code>

结论：

通过利用atomic_compare_exchange_strong 函数，我们可以在 C 11 中实现多线程安全的单例，而无需依赖互斥体。这种方法确保在任何给定时间只有一个线程能够成功初始化单例。

以上是如何在没有互斥体的情况下在 C 11 中实现无锁单例？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！