c++ - 双重检查锁定值变为空？

Question

这个线程安全吗:

class X;

class Once {
 public:
  Once(X* x) : x_(x) {}

  X* Get() {
    if (!x_) return NULL;
    // all dirty reads end up here.

    // This could be any type of scoped lock...
    some_scoped_lock lock(m);

    // if (!x_) return x_;  // omitted because it's a no op

    X* ret(x_);  // might get NULL if we waited for lock
    x_ = NULL;   // idempotent

    return ret;
  }

 private:
  X *x_;
  some_kind_of_mutex m;

  // Boilerplate to make all other constructors and default function private
  ....
}

(编辑:我对 c++11 和旧版本都感兴趣)

据我了解problem with Double-checked locking是在某些内存模型中，对 protected var 的写入可能会发生并尽早可见。我认为上面的代码没有这个问题，因为新值的有效性没有前提条件。我认为这是正确代码的唯一要求是，相对于构造函数中的写入和锁定下的写入，锁定下的所有读取必须是干净的。

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更新:好的，这似乎会引发“未定义行为”陷阱，因此可以合法地做任何事情，包括耗尽您的银行账户。也就是说，在某些情况下它会行为不端吗？

Answer 1

根据 C++11 标准，该行为是未定义的，因为存在数据竞争。更详细地说:线程 A 在 x_ = NULL 行中写入 x_，线程 B 在 if 行中从 x_ 读取(!x_) 返回 NULL。这两个操作没有顺序。这意味着存在数据竞争，这意味着未定义的行为。

您应该使用原子类型来避免数据竞争。这在您的示例中非常简单。但是，我认为这个问题更笼统。尽管如此:

struct Once
{
    std::atomic<X*> _x;
    explicit Once(X* x) : _x{x} {}
    X* Get()
    {
        return _x.exchange(nullptr, std::memory_order::memory_order_relaxed);
    }
};