Les garanties d'initialisation de C 11 peuvent-elles remplacer les mutex pour l'implémentation de Singleton Thread-Safe ?

Implémentation de Singleton multithread-safe en C 11 sans mutex

C 11 introduit des fonctionnalités multithreading qui permettent une gestion efficace de l'exécution simultanée. Cet article explore une approche sans verrouillage pour implémenter un singleton d'initialisation paresseuse en C 11, évitant l'utilisation de mutex lourds pour l'optimisation des performances.

Approche originale utilisant les opérations atomiques

L'approche présentée tente d'éviter les mutex en employant des opérations atomiques. Cependant, la mise en œuvre proposée s'appuie sur CAS (Compare-and-Swap) pour éviter les conditions de concurrence et peut être sensible à de subtils problèmes de concurrence.

Garanties d'initialisation explicites de C 11

C 11 introduit des garanties linguistiques fortes concernant l'initialisation des données membres statiques. Selon §6.7 [stmt.dcl] p4 de la norme C 11 :

If control enters the declaration concurrently while the variable is being initialized, the concurrent execution shall wait for completion of the initialization.

Cela signifie que sous C 11, une initialisation paresseuse de variables statiques peut être réalisée sans verrouillage explicite, car le compilateur garantira une initialisation paresseuse de variables statiques. synchronisation de l'initialisation.

Implémentation de Singleton avec une fonction membre statique

Pour utiliser les garanties d'initialisation de C 11, une simple fonction membre statique peut être utilisée pour accéder à l'instance singleton :

<code class="cpp">static Singleton& get() {
  static Singleton instance;
  return instance;
}</code>

Cette implémentation garantit une initialisation thread-safe de l'instance singleton sans avoir besoin d'un verrouillage explicite, ce qui en fait une option viable dans les environnements C 11.

Conclusion

Bien que des implémentations singleton personnalisées sans verrouillage soient possibles, elles peuvent être complexes et difficiles à mettre en œuvre. En C 11, les garanties d'initialisation intégrées fournissent une solution simple et plus fiable pour la mise en œuvre de singleton multithread-safe, évitant ainsi le besoin d'une synchronisation complexe de bas niveau.

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