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asp.net中C++單例實(shí)現(xiàn)問題分析_.Net教程

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   方案一

  這是最簡(jiǎn)單的版本,在單線程下(或者是C++0X下)是沒任何問題的,但在多線程下就不行了,因?yàn)閟tatic QMManager instance_;這句話不是線程安全的。

  在局部作用域下的靜態(tài)變量在編譯時(shí),編譯器會(huì)創(chuàng)建一個(gè)附加變量標(biāo)識(shí)靜態(tài)變量是否被初始化,會(huì)被編譯器變成像下面這樣(偽代碼):

  這里有競(jìng)爭(zhēng)條件,兩個(gè)線程同時(shí)調(diào)用instance()時(shí),一個(gè)線程運(yùn)行到if語句進(jìn)入后還沒設(shè)constructed值,此時(shí)切換到另一線程,constructed值還是false,同樣進(jìn)入到if語句里初始化變量,兩個(gè)線程都執(zhí)行了這個(gè)單例類的初始化,就不再是單例了。

  方案二

  一個(gè)解決方法是加鎖:

  但這樣每次調(diào)用instance()都要加鎖解鎖,代價(jià)略大。

  方案三

  那再改變一下,把內(nèi)部靜態(tài)實(shí)例變成類的靜態(tài)成員,在外部初始化,也就是在include了文件,main函數(shù)執(zhí)行前就初始化這個(gè)實(shí)例,就不會(huì)有線程重入問題了:

  這被稱為餓漢模式,程序一加載就初始化,不管有沒有調(diào)用到。

  看似沒問題,但還是有坑,在一個(gè)2B情況下會(huì)有問題:在這個(gè)單例類的構(gòu)造函數(shù)里調(diào)用另一個(gè)單例類的方法可能會(huì)有問題。

  看例子:

  這里QMManager的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用了QMSqlite的instance函數(shù),但此時(shí)QMSqlite::instance_可能還沒有初始化。

  這里的執(zhí)行流程:程序開始后,在執(zhí)行main前,執(zhí)行到QMManager QMManager::instance_;這句代碼,初始化QMManager里的instance_靜態(tài)變量,調(diào)用到QMManager的構(gòu)造函數(shù),在構(gòu)造函數(shù)里調(diào)用QMSqlite::instance(),取QMSqlite里的instance_靜態(tài)變量,但此時(shí)QMSqlite::instance_還沒初始化,問題就出現(xiàn)了。

  那這里會(huì)crash嗎,測(cè)試結(jié)果是不會(huì),這應(yīng)該跟編譯器有關(guān),靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)空間應(yīng)該是先被分配了,在調(diào)用QMManager構(gòu)造函數(shù)前,QMSqlite成員函數(shù)在內(nèi)存里已經(jīng)存在了,只是還未調(diào)到它的構(gòu)造函數(shù),所以輸出是這樣:

  QMManager constructor

  QMSqlite do_something

  QMSqlite constructor

  方案四

  那這個(gè)問題怎么解決呢,單例對(duì)象作為靜態(tài)局部變量有線程安全問題,作為類靜態(tài)全局變量在一開始初始化,有以上2B問題,那結(jié)合下上述兩種方式,可以解決這兩個(gè)問題。boost的實(shí)現(xiàn)方式是:?jiǎn)卫龑?duì)象作為靜態(tài)局部變量,但增加一個(gè)輔助類讓單例對(duì)象可以在一開始就初始化。如下:

  結(jié)合方案3的.cpp,這下可以看到正確的輸出和調(diào)用了:

  QMManager constructor

  QMSqlite constructor

  QMSqlite do_something

  來看看這里的執(zhí)行流程:

  初始化QMManager類全局靜態(tài)變量create_object_

  ->調(diào)用object_creator的構(gòu)造函數(shù)

  ->調(diào)用QMManager::instance()方法初始化單例

  ->執(zhí)行QMManager的構(gòu)造函數(shù)

  ->調(diào)用QMSqlite::instance()

  ->初始化局部靜態(tài)變量QMSqlite instance

  ->執(zhí)行QMSqlite的構(gòu)造函數(shù),然后返回這個(gè)單例。

  跟方案三的區(qū)別在于QMManager調(diào)用QMSqlite單例時(shí),方案3是取到全局靜態(tài)變量,此時(shí)這個(gè)變量未初始化,而方案四的單例是靜態(tài)局部變量,此時(shí)調(diào)用會(huì)初始化。

  跟最初方案一的區(qū)別是在main函數(shù)前就初始化了單例,不會(huì)有線程安全問題。

  最終boost

  上面為了說明清楚點(diǎn)去除了模版,實(shí)際使用是用模版,不用寫那么多重復(fù)代碼,這是boost庫的模板實(shí)現(xiàn):

  其實(shí)Boost庫這樣的實(shí)現(xiàn)像打了幾個(gè)補(bǔ)丁,用了一些奇技淫巧,雖然確實(shí)繞過了坑實(shí)現(xiàn)了需求,但感覺挺不好的。

分享:Asp.net中Ajax與JQuery的ready函數(shù)沖突怎么辦
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來源:模板無憂//所屬分類:.Net教程/更新時(shí)間:2014-10-10
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