std::call_once && std::once_flag notes

多线程保护数据时,一种较为特殊的情况是只需要保护资源的初始化。

资源初始化一般遵循"lazy initialization"的原则,也就是在用到该资源最近的地方再初始化。

比较容易想到的办法是用std::mutex,将资源初始化的地方锁起来,如下:

 1   std::shared_ptr<some_resource> resource_ptr;
 2   std::mutex resource_mutex;
 3   void foo()
 4   {
 5   std::unique_lock<std::mutex> lk(resource_mutex);
 6   if(!resource_ptr)
 7   {
 8   resource_ptr.reset(new some_resource);
 9   }
10   lk.unlock();
11   resource_ptr->do_something();
12   }
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这确实是一个办法。但是初始化时如果需要耗费比较多的时间,当有比较多的线程时,一个线程初始化时,其他线程会耗时间在不必要的等待上。

在c++11以后,我们可以使用std::once_flag和std::call_once来解决资源初始化时加锁的问题。比起显示调用std::mutex的好处是,资源消耗更少。

下面是两个例子:

 1  std::shared_ptr<some_resource> resource_ptr;
 2  std::once_flag resource_flag;
 3  b
 4  void init_resource()
 5  {
 6  resource_ptr.reset(new some_resource);
 7  }
 8  void foo()
 9  {
10  std::call_once(resource_flag,init_resource);
11  resource_ptr->do_something();
12  }
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16  
17  class X
18  {
19  private:
20  connection_info connection_details;
21  connection_handle connection;
22  std::once_flag connection_init_flag;
23  void open_connection()
24  {
25  connection=connection_manager.open(connection_details);
26  }
27  public:62
28  C HAPTER 3 Sharing data between threads
29  X(connection_info const& connection_details_):
30  connection_details(connection_details_)
31  {}
32  void send_data(data_packet const& data)
33  {
34  std::call_once(connection_init_flag,&X::open_connection,this);
35  connection.send_data(data);
36  }
37  data_packet receive_data()
38  {
39  std::call_once(connection_init_flag,&X::open_connection,this);
40  return connection.receive_data();
41  }
42  b
43  d
44  c
45  };
46

或者更一般地,可以解决一类在多线程环境下保证某段代码只执行一次的问题。

比如声明的一个static 变量。

参考资料:

std::call_once

once_flag