thread_local成员变量构造

Question

我正在面对一些奇怪的行为与thread_local，并不确定我是否做错了什么或它是一个GCC错误。 我有以下最低的摄制场景：

#include <iostream> 

using namespace std; 

struct bar { 
    struct foo { 
     foo() { 
      cerr << "foo" << endl; 
     } 
     int i = 42; 
    }; 

    static thread_local foo FOO; 
}; 

static thread_local bar::foo FREE_FOO; 
thread_local bar::foo bar::FOO; 

int main() { 
    bar b; 
    cerr << "main" << endl; 
    // cerr << FREE_FOO.i << endl; 
    cerr << b.FOO.i << endl; 
    return 0; 
} 

随着输出上面的注释行看起来是这样的：

main 
0 

Ideone

有了它注释掉，就变成这样：

main 
foo 
foo 
42 
42 

Ideone

我只是在这里失去了一些愚蠢的东西？

$ gcc -v 
Using built-in specs. 
COLLECT_GCC=gcc 
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.8/lto-wrapper 
Target: x86_64-linux-gnu 
Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Ubuntu/Linaro 4.8.1-10ubuntu9' --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-4.8/README.Bugs --enable-languages=c,c++,java,go,d,fortran,objc,obj-c++ --prefix=/usr --program-suffix=-4.8 --enable-shared --enable-linker-build-id --libexecdir=/usr/lib --without-included-gettext --enable-threads=posix --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.8 --libdir=/usr/lib --enable-nls --with-sysroot=/ --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-libstdcxx-time=yes --enable-gnu-unique-object --enable-plugin --with-system-zlib --disable-browser-plugin --enable-java-awt=gtk --enable-gtk-cairo --with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-4.8-amd64/jre --enable-java-home --with-jvm-root-dir=/usr/lib/jvm/java-1.5.0-gcj-4.8-amd64 --with-jvm-jar-dir=/usr/lib/jvm-exports/java-1.5.0-gcj-4.8-amd64 --with-arch-directory=amd64 --with-ecj-jar=/usr/share/java/eclipse-ecj.jar --enable-objc-gc --enable-multiarch --disable-werror --with-arch-32=i686 --with-abi=m64 --with-multilib-list=m32,m64,mx32 --with-tune=generic --enable-checking=release --build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu --target=x86_64-linux-gnu 
Thread model: posix 
gcc version 4.8.1 (Ubuntu/Linaro 4.8.1-10ubuntu9) 

更新：

这提供了意想不到的效果还有：

#include <iostream> 

using namespace std; 

template<class T> 
struct bar { 
    struct foo { 
     foo() { 
      cerr << "bar::foo" << endl; 
     } 
     int i = 42; 
    }; 

    void baz() { 
     cerr << bar::FOO.i << endl; 
    } 

    static thread_local foo FOO; 
}; 

struct far { 
    struct foo { 
     foo() { 
      cerr << "far::foo" << endl; 
     } 
     int i = 42; 
    }; 

    void baz() { 
     cerr << far::FOO.i << endl; 
    } 

    static thread_local foo FOO; 
}; 

template<class T> thread_local typename bar<T>::foo bar<T>::FOO; 
thread_local typename far::foo far::FOO; 

int main() { 
    cerr << "main" << endl; 
    bar<int> b; 
    b.baz(); 

    far f; 
    f.baz(); 
    return 0; 
} 

结果：

main 
0 
far::foo 
bar::foo 
42 

Answer 1

这是太长了评论，尽管我不我声称完全理解它。

我有一个较短的版本，你可以在Coliru

#include <iostream> 
using namespace std; 

struct foo { 
    int i; 
    foo() : i{42} {} 
}; 

struct bar { 
    static thread_local foo FOO; 
}; 

thread_local foo bar::FOO; 

int main() { 
    //cerr << string((bar::FOO.i == 42) ? "Ok" : "Bug") << endl; //Ok 
    cerr << string((bar().FOO.i == 42) ? "Ok" : "Bug") << endl; //Bug 
} 

来看，我认为错误是在这个GCC源文件

https://chromium.googlesource.com/native_client/nacl-gcc/+/upstream/master/gcc/cp/decl2.c

此时GCC试图如果FOO决定，它是bar的一个静态成员，需要一个包装函数来检测它是否已被初始化...它决定不需要包装，这是不正确的。它检查

1. 它不是error_operand_p吗？是的，事实并非如此。 （我猜）
2. 它是thread_local（DECL_THREAD_LOCAL_P）？是的，它是thread_local。
3. 它不是_gnread __thread扩展名（DECL_GNU_TLS_P）？是的，事实并非如此。
4. 它没有在函数范围（DECL_FUNCTION_SCOPE_P）中声明吗？是的，事实并非如此。
5. 该变量未在另一个翻译单元（TU）中定义吗？是的，事实并非如此。 （bug？）
6. 它没有一个不平凡的析构函数吗？是的，它没有。
7. 它有没有初始化或常量？它有一个初始化器，但它是不变的。
8. 它并不需要一个包装

的缺陷或者是：

1. 结论，如果初始化是常量，那么它是不是动态初始化或
2. 未能正确做静态初始化或
3. 未能注意到，即使它是一个成员变量，它也可以在外部定义

由于初始化是由构造函数完成的，我认为这是混淆的根源，构造函数被调用，但值是常量。

下面的代码

/* Returns true iff we can tell that VAR does not have a dynamic 
    initializer. */ 

static bool 
var_defined_without_dynamic_init (tree var) 
{ 
    /* If it's defined in another TU, we can't tell. */ 
    if (DECL_EXTERNAL (var)) 
     return false; 
    /* If it has a non-trivial destructor, registering the destructor 
     counts as dynamic initialization. */ 
    if (TYPE_HAS_NONTRIVIAL_DESTRUCTOR (TREE_TYPE (var))) 
     return false; 
    /* If it's in this TU, its initializer has been processed. */ 
     gcc_assert (DECL_INITIALIZED_P (var)); 
    /* If it has no initializer or a constant one, it's not dynamic. */ 
     return (!DECL_NONTRIVIALLY_INITIALIZED_P (var) 
      || DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (var)); 
} 

/* Returns true iff VAR is a variable that needs uses to be 
    wrapped for possible dynamic initialization. */ 

static bool 
var_needs_tls_wrapper (tree var) 
{ 
    return (!error_operand_p (var) 
      && DECL_THREAD_LOCAL_P (var) 
      && !DECL_GNU_TLS_P (var) 
      && !DECL_FUNCTION_SCOPE_P (var) 
      && !var_defined_without_dynamic_init (var)); 
}