Visual Basic.NET实现双检锁(DCL)模式

　关于DCL模式的讨论

　　第一次接触到这个技巧的读者必定会有很多问题，诸如第一次检查或者第二次检查可不可以省掉等等。回答是，按照多线程的原理和DCL模式的预想方案，它们是不可以省掉的。

　　首先，如果省略了第一次检查，那么工厂方法就变成下面这样：

Public Shared Function GetInstance() As Product 　Thread.Sleep(10) 　'位置1 　'位置2 　m.WaitOne() 　'位置3 　If (instance Is Nothing) Then '位置4 　　instance = New Product() 　End If 　m.ReleaseMutex() 　Return instance End Function

代码清单7、省略了第一重检查的线程安全的工厂方法

　　这就造成不论产品实例是否存在都会在位置2等待的情况，也就是等于没有优化前的线程安全的工厂方法（参见代码清单5），虽然并没有错误地产生多于一个的产品对象，但也没有达到优化的目的。

　　其次，如果省略了第二重检查的话，工厂方法模式就会变成下面这样：

If (instance Is Nothing) Then '位置1 　'位置2 　m.WaitOne() 　'位置3 　instance = New Product() 　m.ReleaseMutex() End If Return instance

代码清单8、省略了第二重检查的线程安全的工厂方法

　　这是否可以呢？同样假设线程A和B作为第一批调用者同时或几乎同时调用静态工厂方法。

　　1. 因为线程A和B是第一批调用者，因此当它们进入此静态工厂方法时，instance变量是Nothing。因此线程A和B会同时或几乎同时到达位置1。

　　2. 假设线程A会首先到达位置2，并进入m.WaitOne()而到达位置3。这时，由于m.WaitOne()的同步化限制，线程B无法到达位置3，而只能在位置2等候。

　　3. 线程A执行instance = New Product()语句，使得instance变量得到一个值，即对一个Product对象的引用。此时，线程B只能继续在位置2等候。

　　4. 线程A退出m.WaitOne()，返回instance对象，退出静态工厂方法。

　　5. 线程B进入m.WaitOne()块，达到位置3，线程B执行instance = New Product()语句，使得instance变量得到一个新值，B退出静态工厂方法。

　　因此线程A和B创建了两个产品类的实例。换言之，没有第二重检查是不可以的。

　　DCL模式在Singleton模式中的应用

　　Singleton模式描述的是只有一个实例的类，这个类叫做Singleton类。Singleton类自己向外界提供自己的唯一实例。一般情况下，Singleton模式多使用在多线程环境中，这使得线程同步化变得非常重要。

　　根据Singleton类的实例创建方式的不同，Singleton模式的实现可以分成两种："饿汉式"和"懒汉式"。"懒汉式"Singleton模式会在工厂方法被调用的时候判断是否需要创建产品的实例：如果实例已经存在了，就直接返还这个实例，反之就首先创建一个实例，再存储起来，然后返还这个实例。

　　熟悉Singleton模式的读者应该可以注意到，DCL模式可以使用到"懒汉式"的Singleton模式中。实际上，Singleton类就是DCL模式的特殊情况，只要把工厂类与产品类合并就可以得到Singleton类。请参见下面的UML类图。

图2、一个Singleton类

　　下面就是这个Singleton类的源代码：

Public Class Singleton Private Shared instance As Singleton Private Shared m As Mutex = New Mutex() Public Sub New() System.Console.WriteLine("Singleton object is created.") End Sub Public Shared Function GetInstance() As Singleton Thread.Sleep(10) If instance Is Nothing Then m.WaitOne() If instance Is Nothing Then instance = New Singleton() End If m.ReleaseMutex() End If Return instance End Function End Class

代码清单9、二重检查的线程安全的Singleton类