C++11中的局部静态变量初始化线程安全吗？ [复制]

Posted 2023-02-16

【中文标题】C++11中的局部静态变量初始化线程安全吗？ [复制]

【英文标题】：Is local static variable initialization thread-safe in C++11? [duplicate]

【发布时间】：2011-12-27 11:27:25

【问题描述】：

我知道这是一个经常被问到的问题，但由于有很多变体，我想重新陈述它，并希望有一个反映当前状态的答案。类似的东西

Logger& g_logger() 
    static Logger lg;
    return lg;

变量lg的构造函数是否保证只运行一次？

我从以前的答案中知道，在 C++03 中，这不是；在 C++0x 草案中，这是强制执行的。但我想要一个更清晰的答案

在 C++11 标准（非草稿）中，线程安全的初始化行为是否最终确定？ 如果以上是肯定的，在当前最新版本的流行编译器中，即 gcc 4.7、vc 2011 和 clang 3.0，它们是否正确实现？

【问题讨论】：

@Chris：确定性初始化和避免静态初始化顺序惨败。第一次调用函数时，将首先初始化局部静态变量。

感谢 Xeo，这是主要原因。其他一些包括： 1. 通常在日志系统中，客户端代码将其用作宏，例如 LOG

@balki，GCC 已经实施了近十年。 Clang 也支持。

Visual Studio 2013 也不会出现。请参阅msdn.microsoft.com/en-us/library/vstudio/… 上的“Magic statics”行

“魔法静力学”终于在 VS 2015 中出现了：blogs.msdn.com/b/vcblog/archive/2014/11/17/…

【参考方案1】：

相关第6.7节：

这样的变量在控件第一次通过其声明时被初始化；这样的变量在其初始化完成时被认为已初始化。 [...] 如果在初始化变量时控件同时进入声明，则并发执行将等待初始化完成。

然后是一个脚注：

该实现不得在初始化程序的执行过程中引入任何死锁。

所以是的，你很安全。

（这当然没有说明后续通过引用访问变量。）

【讨论】：

重要的是要注意static Logger lg; 是线程安全的，只有当Logger 的默认构造函数是线程安全的，即它不会在内部访问任何可修改的共享资源，比如通过全局变量或单例。需要注意的是，标准保证only这一点：如果多个线程尝试同时开始执行构造函数，则只有其中一个线程会实际执行它，其余线程将等待用于完成初始化。然而，标准并没有对构造函数本身的线程安全提供任何保证。

@Nawaz：为什么构造函数必须是线程安全的？你自己说过只有一个线程会执行构造函数。

@KerrekSB：我还解释了我的意思：即它不会在内部访问任何可修改的共享资源。仅仅因为只有一个线程执行构造函数，并不一定意味着它所做的事情是线程安全的。如果它修改了不受保护的共享资源，那么它就不是线程安全的。

@Nawaz：嗯，确实如此，但这也是一个完整的概括：共享数据的并发访问必须同步。我不认为静态初始化会以某种方式提供对该规则的豁免，因此我认为不值得特别指出。

这对static Logger *lg = new Logger(); 也有效吗？

【参考方案2】：

--fno-threadsafe-statics 也值得一提。在 gcc 中：

不要发出额外的代码来使用 C++ ABI 中指定的例程来进行局部静态的线程安全初始化。您可以使用此选项在不需要线程安全的代码中稍微减少代码大小。

另外，看看旧线程Are function static variables thread-safe in GCC?