這篇文章主要為大家展示了“C++如何解決單例懶漢式和多線程問題”，內(nèi)容簡而易懂，條理清晰，希望能夠幫助大家解決疑惑，下面讓小編帶領(lǐng)大家一起研究并學(xué)習(xí)一下“C++如何解決單例懶漢式和多線程問題”這篇文章吧。

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單例懶漢式和多線程問題


作為單例模式，是在整個程序運行期間只會建立一份內(nèi)存空間，為了達(dá)到這個目標(biāo)
1、需要將構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有成員
2、需要一個私有的靜態(tài)指針指向自身
3、需要一個公有的靜態(tài)函數(shù)將這個上面的靜態(tài)指針露出來

如下的代碼就是一個懶漢式的單例

點擊(此處)折疊或打開

1. #include<iostream>

2. using namespace std;

4. class single_ins

5. {

6. private:

7.     int a;

8.     int b;

9.     single_ins()

10.     {

11.         a= 0;

12.         b= 0;

13.     }

14.     static single_ins* myc;

15. public:

16.     void setval(const int& a,const int& b)

17.     {

18.         this->a = a;

19.         this->b = b;

20.     }

22.     void print()

23.     {

24.       cout<<"a:"<<a<<endl;

25.       cout<<"b:"<<b<<endl;

26.     }

29.     static single_ins* setp()

30.     {

31.         //?

32.         if(myc == NULL)

33.         {

34.             myc = new single_ins;

35.         }

36.         //?

37.         return myc;

38.     }

40.     static void  pfree()

41.     {

42.         if(myc != NULL)

43.         {

44.             delete myc;

45.             myc = NULL;

46.         }

47.     }

49. };

51. //? init static value

52. single_ins* single_ins::myc = NULL;

53. //nit static value

54. //single_ins* single_ins::myc = new single_ins;

56. int main()

57. {

58.     single_ins* a = single_ins::setp();

59.     single_ins* b = single_ins::setp();

60.     a->setval(10,20);

61.     b->print();

63.     cout<<a<<" "<<b<<endl;

64.     single_ins::pfree();

66. }

但是上面的代碼有明顯的問題，就是遇到多線程的情況下，因為多個線程如果同事創(chuàng)建內(nèi)存，由于彼此之間
并不能及時檢查到內(nèi)存已經(jīng)分配，會分配多個內(nèi)存，這個時候我們至少需要一個線程間同步手段來讓他們之間
串行的執(zhí)行，這個時候就涉及到兩次檢查(double check)
如果沒有mutex保護就是下面這個程序：

點擊(此處)折疊或打開

1. #include <iostream>

2. #include <unistd.h>

3. using namespace std;

6. //單列模式

7. class single_ins

8. {

9.         private:

10.                 int a;

11.                 int b;

12.                 single_ins()

13.                 {

14.                         cout<<"con begin\n";

15.                         a= 0;

16.                         b= 0;

17.                         sleep(10); //故意拖長構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行時間，造成懶漢式多線程問題

18.                         cout<<"con end\n";

19.                 }

20.                 static single_ins* myc;//單例需要一個靜態(tài)指針

21.                 static int cnt;//構(gòu)造調(diào)用次數(shù)統(tǒng)計

22.         public:

23.                 void setval(const int& a,const int& b)

24.                 {

25.                         this->a = a;

26.                         this->b = b;

27.                 }

29.                 void print()

30.                 {

31.                         cout<<"a:"<<a<<endl;

32.                         cout<<"b:"<<b<<endl;

33.                         cout<<cnt<<endl;

34.                 }

37.                 static single_ins* setp() //函數(shù)獲得指針值賦給靜態(tài)成員指針變量

38.                 {

39.                         //懶漢式

40.                         if(myc == NULL)

41.                         {

42.                                 myc = new single_ins;

43.                                 cnt++;

44.                         }

45.                         //懶漢式

46.                         return myc;

47.                 }

48.                 static void  pfree()

49.                 {

50.                         if(myc != NULL)

51.                         {

52.                                 delete myc;

53.                                 myc = NULL;

54.                         }

55.                 }

56. };

58. //懶漢式 init static value

59. single_ins* single_ins::myc = NULL;

60. int single_ins::cnt = 0;

61. //餓漢試 init static value

62. //single_ins* single_ins::myc = new single_ins;

63. /*

64.    懶漢式的問題在于多線程調(diào)用的時候會出現(xiàn)問題，很可能同時建立出多個內(nèi)存空間，

65.    而不是單列了。

66.    */

67. void* main21(void* argc)

68. {

69.         single_ins* inp = (single_ins*)argc;

71.         inp = single_ins::setp();

72.         inp->setval(10,20);

73.         inp->print();

74.         cout<<inp<<"\n";

75.         return NULL;

76. }

79. int main(void)

80. {

81.         pthread_t tid;

82.         single_ins* a[3] = {NULL};

83.         void* tret[3] = {NULL};

84.         for(int i = 0 ; i<3; i++)

85.         {

86.                 pthread_create(&tid,NULL,main21,(void*)a[i]);

87.                 //pthread_join(tid, &(tret[i]));

88.         }

89.         sleep(50);

90.         single_ins::pfree();

92. }

會跑出結(jié)果
con begin
con begin
con begin
con end
a:10
b:20
1
0x7fc3880008c0
con end
a:10
b:20
2
0x7fc3800008c0
con end
a:10
b:20
3
0x7fc3840008c0


可以看到
0x7fc3880008c0 0x7fc3800008c0 0x7fc3840008c0
明顯是3個不同的內(nèi)存空間 這就不對了，而且可以看到構(gòu)造函數(shù)
調(diào)用了3次
為此我們使用mutex來保護臨時

如下:
 static single_ins* setp() //函數(shù)獲得指針值賦給靜態(tài)成員指針變量
 39         {
 40             //懶漢式
 41             if(myc == NULL)
 42             {
 43                 pthread_mutex_lock(&counter_mutex); //mutex 保護臨界區(qū)
 44                 if(myc == NULL) //兩次檢查
 45                 {
 46                     myc = new single_ins;                                                                                                                           
 47                     cnt++;
 48                 }
 49                 pthread_mutex_unlock(&counter_mutex); //mutex結(jié)束
 50             }


這樣代碼如下：

點擊(此處)折疊或打開

1. #include <iostream>

2. #include <unistd.h>

3. using namespace std;

5. pthread_mutex_t counter_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

7. //單列模式

8. class single_ins

9. {

10.         private:

11.                 int a;

12.                 int b;

13.                 single_ins()

14.                 {

15.                         cout<<"con begin\n";

16.                         a= 0;

17.                         b= 0;

18.                         sleep(10); //故意拖長構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行時間，造成懶漢式多線程問題

19.                         cout<<"con end\n";

20.                 }

21.                 static single_ins* myc;//單例需要一個靜態(tài)指針

22.                 static int cnt;//構(gòu)造調(diào)用次數(shù)統(tǒng)計

23.         public:

24.                 void setval(const int& a,const int& b)

25.                 {

26.                         this->a = a;

27.                         this->b = b;

28.                 }

30.                 void print()

31.                 {

32.                         cout<<"a:"<<a<<endl;

33.                         cout<<"b:"<<b<<endl;

34.                         cout<<cnt<<endl;

35.                 }

38.                 static single_ins* setp() //函數(shù)獲得指針值賦給靜態(tài)成員指針變量

39.                 {

40.                         //懶漢式

41.                         if(myc == NULL)

42.                         {

43.                                 pthread_mutex_lock(&counter_mutex); //mutex 保護臨界區(qū)

44.                                 if(myc == NULL) //兩次檢查

45.                                 {

46.                                         myc = new single_ins;

47.                                         cnt++;

48.                                 }

49.                                 pthread_mutex_unlock(&counter_mutex); //mutex結(jié)束

50.                         }

51.                         //懶漢式

52.                         return myc;

53.                 }

54.                 static void  pfree()

55.                 {

56.                         if(myc != NULL)

57.                         {

58.                                 delete myc;

59.                                 myc = NULL;

60.                         }

61.                 }

62. };

64. //懶漢式 init static value

65. single_ins* single_ins::myc = NULL;

66. int single_ins::cnt = 0;

67. //餓漢試 init static value

68. //single_ins* single_ins::myc = new single_ins;

69. /*

70.    懶漢式的問題在于多線程調(diào)用的時候會出現(xiàn)問題，很可能同時建立出多個內(nèi)存空間，

71.    而不是單列了。

72.    */

76. void* main21(void* argc)

77. {

78.         single_ins* inp = (single_ins*)argc;

80.         inp = single_ins::setp();

81.         inp->setval(10,20);

82.         inp->print();

83.         cout<<inp<<"\n";

84.         return NULL;

85. }

88. int main(void)

89. {

90.         pthread_t tid;

91.         single_ins* a[3] = {NULL};

92.         void* tret[3] = {NULL};

93.         for(int i = 0 ; i<3; i++)

94.         {

95.                 pthread_create(&tid,NULL,main21,(void*)a[i]);

96.                 //pthread_join(tid, &(tret[i]));

97.         }

98.         sleep(50);

99.         single_ins::pfree();

101. }

跑出的結(jié)果如下：

con begin
con end
a:10a:10
b:20
1
0x7f21f40008c0


b:20
1
0x7f21f40008c0
a:10
b:20
1
0x7f21f40008c0


現(xiàn)在就是正常的了。所以懶漢試單例遇到多線程一定要注意，餓漢試沒有問題。
當(dāng)然這是一個小列子而已，線程安全是一個很大的話題，特別需要注意。

               

以上是“C++如何解決單例懶漢式和多線程問題”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內(nèi)容對大家有所幫助，如果還想學(xué)習(xí)更多知識，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道！

當(dāng)前標(biāo)題：C++如何解決單例懶漢式和多線程問題
本文地址：http://aaarwkj.com/article2/isghoc.html

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