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visual basic.net实现双检锁(dcl)模式(1)
本文介绍了称为双检锁（double-check locking简称dcl）模式的代码模式，它的工作原理及其在singleton（单例）模式及multiton（多例）模式中的应用，并且讨论了dcl模式在visual basic.net和c#语言中的实现。其中visual basic.net的源代码可以在文中看到，c#的源代码在附录中给出。
本文假设读者熟悉visual basic.net或c#的多线程概念、设计模式的基本概念，以及uml基本图标。
dcl模式(double-check locking pattern)有时又称作双检模式（double-check pattern），只有在多线程的环境中才有用。它是从c语言移植过来的。在c语言里，dcl模式常常用在多线程环境中类的迟实例化(late instantiation)里。
dcl模式通常与factory模式一同使用，用来循环使用产品对象。如果读者熟悉 singleton（singleton）模式的话，dcl模式可以使用到"懒汉式"的singleton模式里面，用来提供唯一的产品对象。通过进一步推广，可以使用到multiton模式和flyweight模式里面。
从factory模式谈起
为了解释什么是dcl模式，还是从factory模式谈起吧。
在下面的类图中，工厂类factory0有一个共享方法getinstance()用来提供产品类product的实例。
图1、一个由工厂类与产品类组成的系统。
factory0的源代码如下：
public class factory0
public shared function getinstance() as product
return new product()
end function
end class
代码清单1、factory0类的源代码
显然，只要调用getinstance()方法就会得到product类的实例，每一次调用得到的都是新的实例。product类特别提供了计数的方法，通过调用getcount()方法就可以得到product所有实例的总数。
public class product
private shared count as integer = 0
public sub new()
count += 1
system.console.writeline("product number {0} is created.", count)
end sub
public shared function getcount() as integer
return count
end function
end class
代码清单2、产品类product的源代码
但是如果产品类的实例必须循环使用，而不能无限制创建的话，工厂方法getinstance()的内容必须改写，以实现必要的循环逻辑。而最简单的循环逻辑，就是重复使用单一的产品类实例。比如下面的源代码就实现了单一产品类实例的逻辑：
public class factory1
private shared instance as product
public shared function getinstance() as product
if (instance is nothing) then
instance = new product()
end if
return instance
end function
end class
代码清单3、工厂类factory1的源代码
简单得不能再简单了吧？如果已经创建过product类实例的话，就返还这个实例；反之，就首先创建这个实例，将之记录在案，然后再返还它。
写出这样的代码，本意显然是要保持在整个系统里只有一个product 的实例；因此才会有 if (instance is nothing) then 的检查。不很明显的是，如果在多线程的环境中运行，上面的代码会有两个甚至两个以上的product对象被创建出来，从而造成错误。
在多线程环境里，如果有两个线程a和b几乎同时到达 if (instance is nothing) then语句的外面的话，假设线程a比线程b早一点点，那么：
1. a会首先进入if (instance is nothing) then 块的内部，并开始执行new product()语句。至此时，instance变量仍然是nothing，直到线程a的new product()语句返回并给instance变量赋值。
2. 但是，线程b并不会在if (instance is nothing) then 语句的外面等待，因为此时instance is nothing是成立的，它会马上进入if (instance is nothing) then语句块的内部。这样，线程b会不可避免地执行instance = new product()的语句，从而创建出第二个实例来。
3. 下面，线程a的instance = new product()语句执行完毕，instance变量得到了真实的对象引用， (instance is nothing)不再为真。第三个线程不会在进入if (instance is nothing) then语句块的内部了。
4. 紧接着，线程b的instance = new product()语句也执行完毕，instance变量的值被覆盖。但是第一个product对象被线程a引用的事实不会改变。
这时，线程a和b各自拥有一个独立的product对象，而这是错误的。为了能够直观地看到程序执行的结果，可以运行下面的客户端代码：
private sub run1()
dim o as product
o = factory1.getinstance
system.console.writeline("total number of objects created: {0} ", o.getcount)
end sub
private sub btncreate1_click(…) handles btncreate1.click
dim t(9) as thread
dim count as integer
for count = 0 to 9
t(count) = new thread(addressof run1)
t(count).start()
next
end sub
代码清单4、客户端的源代码
另外在factory1的getinstance()方法的第一行加入：
thread.sleep(10)
的语句，相当于模拟一个冗长的产品创建过程，使得最早进入的线程等待后面的线程，从而凸显现多线程的问题。
上面的客户端代码使用了10个线程同时调用工厂方法，然后调用产品的计数方法，打印出产品类的实例总数。如果读者运行一下这些代码的话，就会发现，工厂方法会创建出远多于1个的产品实例，在笔者运行这段代码时，系统整整产生了9个产品实例。
因此factory1作为循环使用产品实例的工厂在多线程环境中是失败的。使用类似于代码清单4的客户端进行试验的话，可以看出系统自始至终仅仅创建了一个产品实例。
