Linux線程（七）

文章目錄

• Linux線程（七）
• • 一、單例模式
  • 二、STL、智能指針和線程安全
  • 三、其他常見的鎖

一、單例模式

• 1.什么是單例模式？

單例模式是一種經典的“設計模式”，保證類在內存中只能有一個對象

• 2.什么是設計模式？
• 設計模式是一套被反復使用的、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。
• 使用設計模式是為了重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。
• 毫無疑問，設計模式于己于他人于系統都是多贏的，設計模式使代碼編制真正工程化，設計模式是軟件工程的基石，如同大廈的一塊塊磚石一樣。
• 項目中合理地運用設計模式可以完美地解決很多問題，每種模式在現實中都有相應的原理來與之對應，每種模式都描述了一個在我們周圍不斷重復發生的問題，以及該問題的核心解決方案，這也是設計模式能被廣泛應用的原因。
• 3.單例模式的特點：
• 私有化的構造函數
• 私有的靜態的全局變量
• 公有的靜態的方法
• 4.餓漢式和懶漢式的實現方法：
• 餓漢式：類加載的時候就實例化，并且創建單例對象，簡單來說，就是吃完飯立即洗完，下次就直接使用

template<class T> class Singleton { public:static T* GetInstance(){return &data;}private:static T date; };

• 懶漢式：默認不會實例化，什么時候用什么時候new
• 簡單來說，懶漢式就是吃完飯不立即洗碗，而是什么時候用，什么時候洗。懶漢式的優點思想是“延時加載”，從而能夠優化服務器的啟動數度

template<class T> class Singleton { public: static T* GetInstance() {if(inst == NULL){inst == new T ();}return inst; }private:static T* inst;};

這樣寫懶漢式的實現方法有一個嚴重的缺陷：線程不安全，第一次調用時如果有兩個線程同時調用，可能會創建出兩個T類型對象的實例，后面調用就不會出現問題了。

• 懶漢式實現單例模式的線程安全版本

template<class T> class Singleton { public://雙重判定空指針，降低鎖沖突的概率，提高性能，使用互斥鎖，保證多線程//下一次也只能new出一個對象實例static T* GetInstence(){if(inst == NULL)//第一重檢查，檢查inst是否已經指向某個對象實例，//注意此處在多線程的高并發情況下，可能會有多個//線程進入到第一個if里面{lock.lock();//加鎖，保證在多線程的情況下一次也只能有一個線程進入if(inst == NULL)//第二重檢查，檢查inst是否為空//假設沒有第二重檢查，那么前面說過，進入第一個if//里面的線程可能有多個，此時第一個線程獲得到鎖后，//new出一個對象，釋放鎖，接著第二個線程或得到鎖，//繼續new出對象，這樣就不滿足單例模式的要求。{inst = new T();}lock.unlock();}return inst;}private://使用volatile關鍵字，防止被編譯器優化volatile static T* inst;//這里使用volatile關鍵字的原因是：//因為inst = new T()；這條語句是非原子的，實際上會執行以下操作：//a.在堆上開辟空間 b.初始化 c.把inst指向開辟的空間。//假設不加volatile關鍵字，那么正常的執行順序是abc，那么被編譯器//優化后的執行順須就可能變為bca等，就達不到new的目的，所以voaltile//的目的是禁止編譯器優化static std::mutex lock; };

二、STL、智能指針和線程安全

• 1.STL中的容器是否線程安全：

答案是：

• 不是線程安全的。原因是：STL的設計初衷是將性能提升到極致，簡單來說STL就是為了代碼運行效率設計的，而一旦設計線程安全問題，會對代碼的性能造成巨大影響
• STL是在C++98就提出了，而線程安全是在C++11提出的
• 2.智能指針是否線程安全？
• 對于unique_ptr:由于只是在當前代碼塊的范圍內生效，因此不涉及線程安全問題
• 對于shared_ptr：多個對象需要需要共享一個引用計數變量，所以存在線程安全問題，但是標準庫實現的時候考慮到這個問題，基于原子操作的（CAS）方式保證shared_ptr的能夠高效，原子的操作引用計數

三、其他常見的鎖

• 悲觀鎖：在每次取數據時，總是擔心數據會被其他線程修改，所以會在取數據前先加鎖（讀鎖，寫鎖，行鎖等），當其他線程想要訪問數據時，被阻塞掛起
• 樂觀鎖：每次取數據時候，總是樂觀的認為數據不會被其他線程修改，因此不上鎖。但是在更新數據前，會判斷其他數據在更新前有沒有對數據進行修改。主要采用兩種方式：版本號機制和CAS操作

CAS操作：當需要更新數據時，判斷當前內存值和之前取得的值是否相等。如果相等則用新值更新。若不等則失敗，失敗則重試，一般是一個自旋的過程，即不斷重試

• 自旋鎖，公平鎖，非公平鎖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux线程（七）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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