C++11: std::call_once和std::one_flag

本文介绍了C++11中std::call_once的使用方法,并通过两个示例展示了如何确保代码中的一次性初始化操作。第一个示例演示了如何在一个多线程环境中初始化一个整数向量,而第二个示例则展示了一次性设置一个整数值的过程。

有时候我们需要的变量(variable)容器(container)只需要初始化一次,以容器(containter)为例子,可能只是需要向其中注入一次元素.

只打C++11开始标准库提供了std::call_once()std::once_flag的组合可以帮助我们做到这一点.

 

demo1:

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <vector>

std::vector<int> vec;
std::mutex mutex;
std::once_flag flag;

static int val = 0;

void initialized_vec(std::vector<int>& vec)
{
	for (int i = 0; i < 10; ++i) {
		vec.push_back(val++);
	}
}

void print_vec()
{
	std::call_once(flag, initialized_vec, vec);
	std::lock_guard<std::mutex> auto_lock(mutex);
	for (const int& number : vec) {
		std::cout << number << " ";
	}
	std::cout << std::endl;
}

int main()
{
	std::thread threads[5];
	for (int i = 0; i < 5; ++i) {
		threads[i] = std::thread(print_vec);
	}

	for (std::thread& ref_thread : threads) {
		ref_thread.join();
	}

	return 0;
}

 

demo2:

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

#include "Singleton.h"


void function(int& number)
{
	number = 20;
}

int main()
{
	int number{ 0 };
	std::once_flag onceFlag;

	std::call_once(onceFlag, function, number);
	std::cout << number << std::endl;  //20! ref number

	return 0;
}

 

转载于:https://my.oschina.net/SHIHUAMarryMe/blog/679113

<think>我们正在讨论C++中的std::once_flagstd::call_once。这两个工具用于确保某个函数只被调用一次,即使在多线程环境下也是如此。这通常用于实现线程安全的单例模式,或者初始化只应执行一次的资源。 我们将首先解释这两个组件的用途基本用法,然后给出一个示例代码,最后根据内容提出相关问题。 </think>### `std::once_flag` 与 `std::call_once` 的用法 `std::once_flag` `std::call_once` 是 C++11 引入的线程安全初始化工具,用于确保某个操作在多线程环境中仅执行一次,比双重检查锁定更简洁安全。以下是核心要点用法: #### **核心作用** 1. **`std::once_flag`**: - 状态标志,记录关联操作是否已执行(不可复制,不可移动)。 2. **`std::call_once`**: - 接受一个 `once_flag` 可调用对象(如函数、lambda)。 - **保证**:无论多少线程调用,可调用对象仅执行一次。 --- #### **使用步骤** 1. 声明全局/静态的 `once_flag` 对象(通常与单例关联)。 2. 在需要初始化的位置调用 `std::call_once`,传入操作逻辑。 #### **示例:线程安全的单例模式** ```cpp #include <mutex> class Singleton { public: static Singleton& getInstance() { std::call_once(initFlag, []() { instance.reset(new Singleton); }); return *instance; } private: Singleton() {} // 私有构造函数 static std::unique_ptr<Singleton> instance; static std::once_flag initFlag; // 初始化标志 }; // 静态成员初始化 std::unique_ptr<Singleton> Singleton::instance; std::once_flag Singleton::initFlag; ``` #### **关键特性** - **隐式同步**:内部通过锁原子操作保证线程安全,无需手动管理内存顺序。 - **异常安全**:若操作抛出异常,其他线程会重新尝试执行。 - **替代场景**: - 替代双重检查锁定,避免指令重排风险。 - 初始化全局配置、日志系统等需一次性执行的资源。 --- #### **与双重检查锁定的对比** | 特性 | `std::call_once` | 双重检查锁定 | |---------------------|--------------------------------|--------------------------| | **复杂度** | 更简洁(无需显式锁/原子操作) | 需手动处理内存顺序锁 | | **安全性** | 无指令重排风险 | 需谨慎使用 `volatile`/原子 | | **适用性** | C++11 及以上 | 跨语言通用 |
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