使用本地静态std :: once_flag和本地静态指针的线程安全初始化静态变量

我正在使用Visual Studio 2013，它尚未实现“魔术静态”功能，因此本地静态变量初始化不是但线程安全。所以，与其使用本地静态std :: once_flag和本地静态指针的线程安全初始化静态变量

Foo& GetInstance() 
{ 
    static Foo foo; 
    return foo; 
}

我做这样的事情：

std::unique_ptr<Foo> gp_foo; 
std::once_flag g_flag; 

Foo& GetInstance() 
{ 
    std::call_once(g_flag, [](){ gp_foo = std::make_unique<Foo>(); });  
    return *gp_foo; 
}

，但我不喜欢gp_foo和g_flag全局变量（第一，问题的静态初始化的秩序观念在不同的翻译单元变量;第二，我想初始化变量，只有当我们需要他们，第一次调用的GetInstance（））后，即，所以我采取了以下：

Foo& GetInstance() 
{ 
    // I replaced a smart pointer 
    // with a raw one just to be more "safe" 
    // not sure such replacing is really needed 
    static Foo *p_foo = nullptr; 

    static std::once_flag flag; 
    std::call_once(flag, [](){ p_foo = new Foo; });  
    return *p_foo; 
}

它似乎工作（至少它通过了测试），但我不确定它是线程安全的，因为在这里我们有与多个线程中的静态局部变量p_foo和flag的初始化相同的潜在问题。使用nullptr初始化原始指针并初始化std::once_flag似乎比调用Foo的构造函数更无害，但我想知道它是否非常安全。

那么，最后一段代码有什么问题吗？

来源

2017-09-13 undermind

HTTPS：//codereview.stackexchange。 com/ – Blacktempel

请参阅[call_once on cppreference]（http://en.cppreference.com/w/cpp/thread/call_once）;特别是第2点。 – Simple

@Simple _在上述所选函数的执行成功完成之前，组中的所有调用都没有返回，也就是说，不会通过exception._退出，但我的担忧与std :: call_once，而是关于这两行：'static Foo * p_foo = nullptr; std :: once_flag标志;' – undermind

如果Foo& GetInstance()只是同一编译单元的一部分，则定义初始化顺序，因此它是线程安全的。然而，如果上面不是这种情况，并且多个编译单元正在引用，那么初始化顺序将取决于调用Foo& GetInstance()的调用顺序，并且如果涉及多个线程，则顺序未定义，因此不是线程安全的。

值得一看：

来源

2017-09-13 08:39:35 Griffin

但在最后一个片段中，我只有局部静态变量。 – undermind

是的，但是同时调用'Foo＆GetInstance（）'的两个线程可以是真/可重复的。 – Griffin

@undermind在'C++ 11'中说过[看起来像]（https://stackoverflow.com/questions/8102125/is-local-static-variable-initialization-thread-safe-in-c11）也许是线程安全的。现在我不太确定，也许别人可以详细说明。 – Griffin

到现在为止，单对象初始化最稳定的方法是schwartz_counter。这就是如何实现std::cin,cout等以及它们如何始终工作，而不管全局对象的初始化顺序如何。

它适用于所有版本的C++。

https://en.wikibooks.org/wiki/More_C%2B%2B_Idioms/Nifty_Counter

来源

2017-09-13 09:31:59

顺便说一下，是否保证在加载时所有全局变量的初始化是从同一个线程执行的？如果我们有2个[Delay-Loaded DLLs]（https://msdn.microsoft.com/en-us/library/151kt790.aspx），例如_lib1.dll_带有_func1_和_lib2.dll_函数_func2_，以及_func1_和_func2_从不同的线程同时被调用？ – undermind

无论如何，它并没有真正使这个习语无用，因为我们可以安全地用'std :: atomic '代替'int'，所以第一个问题只是出于好奇。 – undermind

@undermind schwartz计数的对象在未初始化的全局变量清零之后和main运行之前初始化。在一个DLL中，它会在DllMain运行之前发生，我相信这发生在所有线程附件代码之前。但我必须检查，因为我很久没有使用DLL了。受不了他们！ –

你最后的代码片断是从一个线程安全的初始化点罚款。

但是，您不清楚如何在调用GetInstance的线程中使用Foo对象。由于您正在返回对非const对象的引用，因此我认为线程可能会修改Foo对象。请记住，您需要为此添加其他同步（例如，一mutex）

如果Foo对象完全被它的构造和线程调用GetInstance将只从对象读取初始化，是没有问题的，但我会建议返回const Foo &

来源

2017-09-13 09:32:33 LWimsey

使用本地静态std :: once_flag和本地静态指针的线程安全初始化静态变量

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