Ленивая инициализация синглтона в Delphi: реализация 'Double-Checked Locking' для многопоточной безопасности

Delphi , Компоненты и Классы , Потоки

В мире многопоточных программ важно обеспечить безопасность доступа к общим ресурсам. Одним из способов достижения такой безопасности является использование паттерна "Double-Checked Locking" (DCL), который позволяет лениво инициализировать синглтоны в потокобезопасном режиме. В C# такая инициализация может выглядеть следующим образом:

class Foo {
    private volatile Helper helper = null;
    public Helper getHelper() {
        if (helper == null) {
            lock(this) {
                if (helper == null)
                    helper = new Helper();
            }
        }
        return helper;
    }
}

Вопрос заключается в том, как реализовать аналогичный механизм в Delphi, учитывая особенности его многопоточности и памяти.

Решение проблемы

В Delphi для реализации потокобезопасного DCL можно использовать TMonitor для блокировки объекта. Вот пример кода на Object Pascal, который демонстрирует реализацию:

function TFoo.GetHelper(): THelper;
begin
  if not Assigned(FHelper) then
  begin
    System.MonitorEnter(Self);
    try
      if not Assigned(FHelper) then
        FHelper := THelper.Create();
    finally
      System.MonitorExit(Self);
    end;
  end;
  Result := FHelper;
end;

Этот код следует рекомендациям Allen Bauer, которые можно найти, например, в этой статье.

Подтвержденный ответ

В приведенном выше коде используется TMonitor для блокировки объекта TFoo при инициализации синглтона. Важно отметить, что в Delphi нет необходимости использовать ключевое слово volatile или threadvar, так как компилятор обеспечивает корректный доступ к памяти в многопоточных приложениях, при условии использования правильных синхронизационных механизмов.

Альтернативный ответ

Стоит также отметить, что хотя DCL может быть небезопасным в некоторых моделях памяти, например, в Java, для x86 и x64 моделей памяти, которые используются в Delphi, этот паттерн работает корректно. Однако, в современных версиях Delphi используются lock-free подходы с использованием атомарных операций, например, InterlockedCompareExchangePointer. Пример такого использования можно найти в классе TEncoding:

class function TEncoding.GetUnicode: TEncoding;
var
  LEncoding: TEncoding;
begin
  if FUnicodeEncoding = nil then
  begin
    LEncoding := TUnicodeEncoding.Create;
    if InterlockedCompareExchangePointer(Pointer(FUnicodeEncoding), LEncoding, nil) <> nil then
      LEncoding.Free;
  end;
  Result := FUnicodeEncoding;
end;

Этот код демонстрирует использование атомарной операции для безопасной инициализации синглтона без блокировок.

Заключение

Реализация 'Double-Checked Locking' в Delphi позволяет обеспечить потокобезопасную ленивую инициализацию синглтонов. При этом важно использовать правильные синхронизационные приемы и учитывать особенности модели памяти, на которой выполняется программа.

Создано по материалам из источника по ссылке.

В контексте рассматривается реализация потокобезопасной ленивой инициализации синглтона в программе на Delphi с использованием механизма 'Double-Checked Locking'.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Потоки ::