这是双重检查锁定的安全版本吗？

Question

这是我刚刚想出的一个想法，它是一种安全、有效的方法来处理单例同步问题。它基本上是双重检查锁定，但有一个涉及线程本地存储的扭曲。在 Java/C#/D 风格的伪代码中，假设 __thread 表示静态变量的线程本地存储：

class MySingleton {
    __thread static bool isInitialized; 
    static MySingleton instance; 

    static MySingleton getInstance() {
        if(!isInitialized) {
            synchronized {
                isInitialized = true;
                if(instance is null) {
                    instance = new MySingleton();
                }
            }
        }

        return instance;
   }
}

这保证在程序的整个生命周期中每个线程只进入synchronized 块一次。从那时起，我们对线程局部布尔值进行简单检查，以查看我们是否已经进入同步块并验证对象是从该线程初始化的。

Answer 1

我认为与语言无关（或与平台无关）的方法在这里没有用处，因为虽然结构在逻辑上可能是合理的，但存在特定于实现的陷阱会阻止它正常工作。一个例子是双重检查锁定，它在 Java pre-5 上不起作用，因为它在 JVM 级别被破坏。

因此，您应该在每个平台上使用可用的语言结构或库。

对于 Java，您可以使用 enum 获取单例。

Answer 2

这看起来很干净。实例对象的实际检查和初始化是在一个同步块内，每个线程在第一次调用时被强制进入同步块，你会在线程之间获得一个干净的发生前边缘。

既然 isInitialized 是线程本地的，为什么要在同步块中设置它？此外，您应该只在构造单例对象后设置 isInitalized。这样，如果它还没有被初始化并且构造函数抛出，这个线程将在下次调用时再次检查。

    if(!isInitialized) {
        synchronized {
            if(instance is null) {
                instance = new MySingleton();
            }
        }
        isInitialized = true;
    }

Answer 3

双重检查锁定被破坏的原因（据我所知）是instance 不为空但由于读/写重新排序而未完全构造的可能性。

线程本地存储解决不了任何问题。它可能会让您不必将 isInitialized 声明为 volatile，但这仍然不能解决您的问题。

Answer 4

是的，这个结构在我所知道的所有高级语言下都是安全的。特别是，在内存/并发模型保证给定线程始终以与程序顺序一致的顺序（这几乎是任何有用的语言）看到它的 自己的 操作的任何语言中，它都是安全的，并且其中同步块或等效块提供了关于块之前、内部和之后的操作的通常保证。

Answer 5

就 Java 而言，我觉得不错。如果您打算这样做，则更常规的做法是使线程本地存储成为引用。阅读静态也没有意义。

但是在 Java 中类加载是惰性的并且是线程安全的，所以你不妨写：

private static final MySingleton instance = new MySingleton(); 

或者根本不使用单例。

Answer 6

是的，在新的 jdk5 JMM 下，如果您声明实例 volatile DCL 将起作用