2.6.3 使用双检锁的程序

单件可确保在整个程序中只有一个特定类型的对象。双检锁是一种常用的有效方法，用于在多线程应用程序中初始化单件。以下代码说明这样的实现。

100 class Singleton {
 101     public:
 102     static Singleton* instance();
 103     ...
 104     private:
 105     static Singleton* ptr_instance;
 106 };
 ...

 200 Singleton* Singleton::ptr_instance = 0;
 ...

 300 Singleton* Singleton::instance() {
 301     Singleton *tmp = ptr_instance;
 302     memory_barrier();
 303     if (tmp == NULL) {
 304         Lock();
 305         if (ptr_instance == NULL) {
 306             tmp = new Singleton;
 307             memory_barrier();
 308             ptr_instance = tmp;
 309         }
 310         Unlock();
 311     }
 312     return tmp;
 313 }

ptr_instance 的读取（第 301 行）有意不受锁的保护。这使检查可以确定在多线程环境中是否已有效地实例化单件。请注意，在第 301 行上的读取和第 308 行上的写入之间存在对 ptr_instance 变量的数据争用，但是程序可正常工作。不过，编写允许数据争用的正确程序是一项艰难的任务。例如，在上面的双检锁代码中，第 302 行和第 307 行上对 memory_barrier() 的调用用于确保按正确的顺序设置和读取单件和 ptr_instance。因此，所有线程将一致地读取它们。如果未使用内存屏障，则此编程方法将失效。