单例模式并不简单

你真的了解单例模式吗？

首先，如果你不知道什么是 code arranger ，编译器指令重排技术，你对单例理解太肤浅。

其次，如果你不知道什么是 Out of Order Execution，处理器执行乱序技术，你对单例的理解还是有些浅薄。

最后，如果你不知道什么是 memory barrier，内存屏障技术，你对单例理解有待提高。

 

简单介绍：

编译器和CPU都有可能，打乱代码的运行顺序。所以 DCLP （Double Check）is broken，具体分析请看参考文献最后一篇。

老的C++编译器，volatile关键字只能确保在单线程，编译出来的代码拥有正确的顺序。

一旦使用第三方多线程库，编译器可能错误的优化第三方的代码，有或者引入多线程代码编译器无法严格volatile语义，即便加入volatile也无济于事。

即便在你的平台可以保持正确的行为，那么程序变得不可移植！更何况CPU也有可能乱序执行。

最终的解决方案是引入 ，内存栅栏技术，虽然可以正确的解决问题，但不可移植。

非常幸运，好在C++11 引入了语言级别的内存模型，提供标准的内存栅栏技术。内存栅栏是什么，请看参考文献。

还有哪些问题？

而实际上出来我介绍的这一点，单例间相互引用问题，衍生出，初始化顺序问题，以及销毁顺序问题，资源（内核对象，数据库连接等）泄露问题。

 

总结：

单例模式，是否是最简单的设计模式？很多国内书籍（甚至国外）讲解单例模式时草草了之，让我们误以为单例模式仅仅如此而已。世界上没有什么事情那么简单，只是我们研究的太浅显。

 

提供一下参考文献,供参考

Weak vs. Strong Memory Models

The Happens-Before Relation

Acquire and Release Fences

Double-Checked Locking Is Fixed In C++11

Double check is broken

 

如果我将来可以有幸成为一个面试官，我可能希望面试者写一个单例模式给我。

 

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