单例模式 线程安全 singleton security

本文深入探讨经典单例模式在多线程环境下的线程安全性问题,并通过引入关键段和自定义辅助类CsAssist来解决多线程场景下实例创建的并发问题。详细介绍了如何确保在并发环境下单例模式的正确实现,以及通过封装关键段操作提高代码可读性和维护性。

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今天笔试,考了一个单例模式,而且要线程安全。回来查了些资料,将其完善了一下。

请看经典的单例模式:

class Singleton
{
private:
	Singleton()
	{
		cout<<"singleton ...\n";
	}

	static Singleton * m_instance;
public:
	static Singleton* getInstance()
	{
		if(m_instance == NULL)
			m_instance = new Singleton();
		return m_instance;
	}
};

Singleton * Singleton::m_instance = NULL;


请问这个模式是线程安全的吗?当然不是,因为在getInstance()中,对m_instance==NULL 进行判断的时候,如果线程多次进入的话,就会产生多个singleton的实例。

解决办法是加锁啦,常见的用关键段就可以解决问题。但是如果只是加个关键段的话,今天就不用在这大费口舌了,只所以费口舌,就是学到新知识了。


瞧,看别人文章,学到了另外一种方法,先上代码如下:

#include <stdio.h>  
#include <process.h>  
#include <windows.h>  
#include <iostream>
using namespace std;

class CriticalSection
{
public:
	CriticalSection()
	{
		InitializeCriticalSection(&m_cs);
	}
	~CriticalSection()
	{
		DeleteCriticalSection(&m_cs);
	}

	void Lock()
	{
		EnterCriticalSection(&m_cs);
	}

	void Unlock()
	{
		LeaveCriticalSection(&m_cs);
	}
protected:
private:
	CRITICAL_SECTION m_cs;
};

class CsAssist
{
public:
	CsAssist(CriticalSection * cs)
	{
		m_cs = cs;
		m_cs->Lock();

		cout<<"lock ...\n";
	}

	~CsAssist()
	{
		m_cs->Unlock();
		cout<<"unlock ...\n";
	}

private:
	CriticalSection * m_cs;
};

class Singleton
{
private:
	Singleton()
	{
		cout<<"singleton ...\n";
	}

	static Singleton * m_instance;
	static CriticalSection m_cs;
public:
	static Singleton* getInstance()
	{
		CsAssist assist(&m_cs);
		Sleep(100);

		if(m_instance == NULL)
			m_instance = new Singleton();
		return m_instance;
	}
};

Singleton * Singleton::m_instance = NULL;
CriticalSection Singleton::m_cs;

unsigned int _stdcall Fun(void *pM)
{
	Singleton * singleton = Singleton::getInstance();

	return 0;
}


void main()
{
	HANDLE hsingleton[5];
	for(int i=0; i<5; i++)
	{
		hsingleton[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL,0,Fun,NULL,0,NULL);
	}
	
	WaitForMultipleObjects(5,hsingleton,true,INFINITE);
};


CsAssit类的提出,主要是解决,如果函数中,有break或者return的话,对于关键段来说,主要的两个函数不好管理,即函数EnterCriticalSection和LeaveCriticalSection,所以为了统一管理,整了个CsAssist类。CsAssist类在构造的时候避免了CRITICAL_SECTION的定义、初始化、销毁,前提是资源类自己必须提供一个CriticalSection对象。而CriticalSection对象负责关键段的建立和销毁。这样的话,在要互斥的函数中,创建一个CsAssist对象,那么在函数结束的时候,会自动调用CSAssist类对象的析构函数。这样就很完美啦。如代码中的CsAssist assist(&m_cs); 哎,貌似说的比较乱。乱就先乱点吧,语言功底差了点。

运行结果:


如果注释掉CsAssist assist(&m_cs);后运行结果为:


从结果中可以看出,被反复创建了5次,就线程不安全咯。

还是别人写的好:http://www.2cto.com/kf/201110/107294.html

Windows 系统修复工具主要用于解决 Windows 11/10 系统中的各种常见问题,具有操作简、功能全面等特点: 文件资源管理器修复:可解决文件资源管理器卡死、崩溃、无响应等问题,能终止崩溃循环。还可修复右键菜无响应或选项缺失问题,以及重建缩略图缓存,让图片、视频等文件的缩略图正常显示,此外,还能处理桌面缺少回收站图标、回收站损坏等问题。 互联网和连接修复:能够刷新 DNS 缓存,加速网页加载速度,减少访问延迟。可重置 TCP/IP 协议栈,增强网络连接稳定性,减少网络掉线情况,还能还原 Hosts 文件,清除恶意程序对网络设置的篡改,保障网络安全,解决电脑重装系统后网络无法连接、浏览器主页被篡改等问题。 系统修复:集成系统文件检查器(SFC),可自动扫描并修复受损的系统文件。能解决 Windows 激活状态异常的问题,还可重建 DLL 注册库,恢复应用程序兼容性,解决部分软件无法正常运行的问题,同时也能处理如 Windows 沙箱无法启动、Windows 将 JPG 或 JPEG 保存为 JFIF 等系统问题。 系统工具维护:提供启动管理器、服务管理器和进程管理器等工具,用户可控制和管理启动程序、系统服务和当前运行的进程,提高系统的启动和运行速度,防止不必要的程序和服务占用系统资源。还能查看系统规格,如处理器线程数、最大显示分辨率等。 故障排除:集成超过 20 个微软官方诊断工具,可对系统问题进行专业排查,还能生成硬件健康状态报告。能解决搜索和索引故障、邮件和日历应用程序崩溃、设置应用程序无法启动等问题,也可处理打印机、网络适配器、Windows 更新等相关故障。 其他修复功能:可以重置组策略设置、catroot2 文件夹、记事本等多种系统设置和组件,如重置 Windows 应用商店缓存、Windows 防火墙设置等。还能添加重建图标缓存支持,恢复粘滞便笺删除
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