뮤텍스 없이 C 11에서 잠금 없는 싱글톤을 구현하는 방법은 무엇입니까?

뮤텍스 없이 C 11에서 멀티스레드에 안전한 싱글톤 구현

C 11에서 멀티스레딩은 싱글톤 클래스 구현에 대한 새로운 문제를 야기합니다. 뮤텍스를 사용하면 스레드 안전성이 보장되지만 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 기사에서는 뮤텍스에 의존하지 않고 잠금 없는 싱글톤을 생성하는 대체 접근 방식을 살펴봅니다.

문제 설명:

C 11에서 지연 초기화 싱글톤을 어떻게 구현할 수 있습니까? 성능상의 이유로 뮤텍스를 사용하지 않습니까?

제안된 솔루션:

atomic_compare_exchange_strong:

잠금 없는 초기화를 달성하려면 std::atomic_compare_exchange_strong 함수를 활용할 수 있습니다. 이 원자성 작업은 std::atomic 변수(플래그)의 예상 값을 원하는 값(desr)과 비교하고 일치하는 경우 변수를 desr로 업데이트합니다.

초기화 프로세스:

초기화 기능 내에서 다음 단계를 수행합니다.

1. 플래그를 1로 설정하여 초기화가 진행 중임을 나타냅니다.
2. atomic_compare_exchange_strong을 사용하여 다음과 같은지 확인합니다. 플래그는 1입니다. 그렇다면 초기화를 진행합니다.
3. CAS가 성공하면 플래그가 2로 설정되어 초기화 성공을 나타냅니다.
4. CAS가 실패하면 다른 스레드가 이미 초기화된 것입니다. 싱글톤.

스레드 안전성:

스레드의 동시 실행은 다음 방법으로 처리됩니다.

• If 플래그 가 이미 2이면 초기화가 이미 완료된 것입니다.
• 플래그가 0이면omic_compare_exchange_strong을 사용하여 초기화를 시도합니다.
• 플래그가 1이면 현재 다른 스레드가 초기화 중이므로 현재 스레드가 대기합니다.

구현 예:

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

    static bool initialize(const string& name);
};</code>

결론:

atomic_compare_exchange_strong 함수를 활용하여, 뮤텍스에 의존하지 않고 C 11에서 다중 스레드로부터 안전한 싱글톤을 구현할 수 있습니다. 이 접근 방식을 사용하면 주어진 시간에 단 하나의 스레드만 싱글톤을 성공적으로 초기화할 수 있습니다.

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