C++多线程：std::call_once 深入解析

2023-12-01 22:27:20

在多线程的环境下，有些时候我们不需要某个函数被调用多次或者某些变量被初始化多次，它们仅仅只需要被调用一次或者初始化一次即可。很多时候我们为了初始化某些数据会写出如下代码，这些代码在单线程中是没有任何问题的。

void Init() {
  // 执行初始化代码
}

int main() {
  Init();

  // 其他代码
  return 0;
}

但是当我们这个代码运行在多线程的环境中时，就会产生问题了。因为在多线程的环境中，多个线程可能会同时执行main函数，那么Init函数就会被调用多次。这就会导致数据不一致或者程序崩溃等问题。

为了解决这个问题，我们可以使用C++11中引入的std::call_once函数。std::call_once函数可以确保一个函数只被调用一次，即使有多个线程同时调用它。

std::call_once函数的原型如下：

void std::call_once(std::once_flag& flag, std::function<void()> func);

其中：

flag是一个std::once_flag类型的对象，它用于标识函数是否已经被调用过。
func是一个std::function类型的对象，它包含了要被调用的函数。

std::call_once函数的工作原理是：当它第一次被调用时，它会执行func函数。之后，每次再调用std::call_once函数，它都会检查flag对象，如果flag对象的值为true，则直接返回，否则就再次执行func函数。

我们可以通过以下代码来演示std::call_once函数的用法：

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

std::once_flag flag;

void Init() {
  std::cout << "Initializing..." << std::endl;
}

int main() {
  std::thread t1([] {
    std::call_once(flag, Init);
  });

  std::thread t2([] {
    std::call_once(flag, Init);
  });

  t1.join();
  t2.join();

  return 0;
}