多线程问题与double-check小结

一般地，多线程问题常常发生于对于共享资源的同时使用。例如，对于类的成员变量的使用，对于全局静态变量的使用，而对于函数内部的局部变量而言，一般式不会存在多线程问题的，因为每个线程在调用一个特定的函数时，都会生成一份函数内部成员变量的副本，线程和线程之间是互不相干的。
    解决多线程问题，最常见的方式就是加锁，使得某一资源在同一时刻只能被一个线程所用，而其他线程则必须在被加锁的代码外等待，直到锁被解除，例如如下c#代码所示：
lock(_lock) 
{
    //do something to the shared resources.
}
    下面说说double-check。
    多线程问题也常常和一种lazy-initialize的设计模式联系在一起。在这里就会慢慢引出double-check。lazy-initialize讲的是，对于一些特别复杂的对象，让程序在第一次调用它的时候再对它进行初始化，而且保证仅仅初始化一次。
    首先想到的设计是这样的：
Class A
{
    private static ComplexClass _result = null;
    public ComplexClass GetResult()
    {
         if(_result == null)
         {
              _result = new ComplexClass();
         }
         return _result;
    }
}
    但是这样有一个问题。ComplexClass的构造过程较长的话，当第一个线程还在进行ComplexClass构造的时候，_result可能是null，也可能指向了一个尚未初始化完成的对象。这样，要么两个线程初始化了两次ComplexClass，要么第二个线程会返回一个指向不完整对象的引用。所以，在这里需要用到一个锁，如下所示：
    ComplexClass GetResult()
    {
        lock(_lock)
        {
             if(_result == null)
             {
                  _result = new ComplexClass();
             }
         }         
         return _result;
    }
    这样，虽然多线程的问题解决了，但是每一次需要使用result时都会请求锁，而请求锁对程序的性能是有很大影响的，因此我们在lock的外面再加一层check：
    ComplexClass GetResult()
    {
        if(_result
== null)
        {
            lock(_lock)
            {
                 if(_result == null)
                 {
                      _result = new ComplexClass();
                 }
             }  
         }       
         return _result;
    }
    这样，对于所有初始化完成后的请求，就都不用请求锁，而是直接返回_result。
    但是还是存在一点问题。对于一些编程语言来说，_result = new ComplexClass();这句代码会使得_result指向一个部分初始化的对象。也就是说，当线程A在初始化ComplexClass时，线程B有可能会判断_result已经不是null了，而这时其实初始化尚未完成，这时线程B就直接返回了一个部分初始化的对象，会造成程序的崩溃。那么，这个问题怎么解决呢？一般的解决方法是在程序内部再加一个局部变量（标识变量）做一层缓冲：

    ComplexClass GetResult()
    {
        ComplexClass result;
        if(_result == null)
        {
            lock(_lock)
            {
                 if(_result == null)
                 {
                      result = new ComplexClass();
                      _result
= result;
                 }
             }  
         }       
         return _result;
    }

这样，上面的问题就彻底解决了～