在Python中，双重检查锁定是否线程安全？

Question

双重检查锁定模式在某些语言中不可靠，我想知道Python是否属于这类语言。更具体地说，以下代码是否可行...

# Objects shared by threads:
obj = None
lock_for_obj = threading.Lock()

def get_obj():
    """Function called concurrently by threads."""
    if obj is None:
        with lock_for_obj:
            if obj is None:
                obj = factory()  # Never returns `None`
    return obj

Python 中的线程安全吗？是否有场景或实现是线程安全的或不安全的？为什么？

- Brian Rodriguez

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你假设在另一个线程正在修改缓存时，对缓存执行查找是安全的。即使有GIL（并非所有Python实现都有GIL），这也不完全安全。 - user2357112

@user2357112: 什么缓存？处理器缓存？我愿意相信没有GIL的实现可能有不同的安全规则，但是如果GIL没有提供缓存一致性，在CPython中不会所有东西都出问题吗？ - Davis Herring

@DavisHerring 啊，他们是在回答我之前编辑掉的问题的旧版本。 - Brian Rodriguez

@BrianRodriguez：嗯。你的问题的原始版本对于CPython来说有一个非常有趣的答案，至少在factory的调用没有副作用（在创建的对象之外）的情况下。 - Davis Herring

obj is None 是对 obj 的读取，而 return obj 则是另一个读取操作，因此存在一种可能的代码路径，即在没有任何同步操作的情况下进行两次 obj 的读取。即使在双重检查锁定有效的语言中也可能会出现这种情况；通常需要将 obj 读入本地变量以用于测试和返回，以便没有同步操作的代码路径只承载一个读取操作。 - Holger

Answer 1

请看PEP 583 - Python并发内存模型，但该提案已被撤回。

我猜它被撤回的原因是（虽然我找不到足够的信息）因为Python有不同的实现，很难在每个实现上强制执行这样的标准。

结论：当使用单处理器的CPython实现时，这段代码可能是安全的，或者使用Jython实现时通常也可能是安全的，但不能保证。

- Michael Spector