在Rust中寫入雙重檢查鎖定的正確方法是什麼？

Question

我發現this article，但它看起來不對，因爲Cell不保證在鎖下的set()和鎖上的get()之間的同步。

Atomic_.store(true, Ordering::Release)是否影響其他非原子寫入操作？

我試圖用AtomicPtr寫它看起來接近Java風格，但它失敗了。在這種情況下，我找不到正確使用AtomicPtr的示例。

Answer 1

Atomic_.store(true, Ordering::Release)是否影響其他非原子寫操作？

是。

其實，主要原因Ordering存在是強加給非原子讀一些排序保證和寫道：

• 執行的同一個線程中，對於編譯器和CPU，
• 這樣其他線程按照他們將看到更改的順序保證。

寬鬆

越少約束Ordering;不能被重新排序的操作只有在相同的原子值操作：

atomic.set(4, Ordering::Relaxed); 
other = 8; 
println!("{}", atomic.get(Ordering::Relaxed)); 

保證打印4。如果另一個線程讀取atomic爲4，則不能保證other是否爲8。

推出/獲取

寫入和讀出的障礙，分別爲：

• 推出是與store操作中使用，並保證事先寫入被執行時，
• 採集將與load操作一起使用，並保證進一步的讀取將會看到至少一個值如同在相應的store之前寫的那樣。

所以：

// thread 1 
one = 1; 
atomic.set(true, Ordering::Release); 
two = 2; 

// thread 2 
while !atomic.get(Ordering::Acquire) {} 

println!("{} {}", one, two); 

保證one是1，並且一無所知two說。

。注意，Relaxed商店與Acquire負荷或Release存儲與Relaxed負載本質上是無意義的。

注意防鏽提供AcqRel：它表現爲Release商店和Acquire的負荷，所以你不必記住哪個是哪個？我不建議這樣做雖然，因爲提供的擔保是如此不同。

SeqCst

最受限制的Ordering。保證一次跨所有線程進行排序。

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什麼是寫雙重檢查鎖定在魯斯特的正確方法？

因此，雙重檢查鎖定是利用這些原子操作來避免不必要的鎖定。

的想法是有3個：

• 標誌，最初爲false，和真一旦動作已經執行，
• 一個互斥體，保證在初始化過程中排除，
• 值，進行初始化。

，並以此作爲這樣的：

• 如果標誌爲true，價值已經初始化，
• 否則，鎖定互斥，
• 如果該標誌仍然錯誤：初始化和設置標誌爲真，
• 釋放該鎖，該值現在被初始化。

難點在於確保非原子讀取/寫入正確排序（並以正確的順序變爲可見）。從理論上講，你需要完整的圍欄;在實踐中，遵循C11/C++ 11內存模型的習語將是足夠的，因爲編譯器必須使其工作。

讓我們來看看代碼第一（簡體）：

struct Lazy<T> { 
    initialized: AtomicBool, 
    lock: Mutex<()>, 
    value: UnsafeCell<Option<T>>, 
} 

impl<T> Lazy<T> { 
    pub fn get_or_create<'a, F>(&'a self, f: F) -> &'a T 
    where 
     F: FnOnce() -> T 
    { 
     if !self.initialized.load(Ordering::Acquire) { // (1) 
      let _lock = self.lock.lock().unwrap(); 

      if !self.initialized.load(Ordering::Relaxed) { // (2) 
       let value = unsafe { &mut *self.value.get() }; 
       *value = Some(f(value)); 
       self.initialized.store(true, Ordering::Release); // (3) 
      } 
     } 

     unsafe { &*self.value.get() }.as_ref().unwrap() 
    } 
} 

有3個原子操作，通過註釋編號。我們現在可以檢查哪種內存排序保證每個都必須提供正確性。

（1）如果爲true，則返回值的引用，該引用必須引用有效內存。這要求在原子轉換爲真之前執行對該存儲器的寫入操作，並且只有在該真值爲真後才能執行該存儲器的讀取操作。因此（1）要求Acquire和（3）要求Release。 （2）另一方面沒有這樣的約束，因爲鎖定一個Mutex相當於一個完全的內存障礙：所有的寫入都保證在之前發生，所有的讀取只會在之後發生。因此，此負載不需要進一步的保證，所以Relaxed是最優化的。

因此，就我而言，這種雙重檢查的實現在實踐中看起來是正確的。

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對於進一步閱讀，我真的推薦the article by Preshing這是鏈接在你鏈接的一塊。它顯着地突出了理論（圍牆）和實踐（被降低到圍牆的原子裝載/商店）之間的差異。