指向对象初始化线程安全的静态指针答案

【问题标题】：Static pointer to object initialization thread-safety指向对象初始化线程安全的静态指针
【发布时间】：2014-07-24 12:16:38
【问题描述】：

在 C++11 中，以下是线程安全的：

void someFunc()
{
    static MyObject object;
}

但是呢

void someFunc()
{
    static MyObject *ptr = new MyObject();
}

这是否是线程安全的？

正如@Nawaz 在 cmets 中提到的那样，MyObject 构造函数可能不是线程安全的，所以让我们将问题分成几部分：

1) 如果 ctor 是线程安全的（它不访问任何共享状态），这是 static MyObject *ptr = new MyObject(); 线程安全的吗？换句话说，static int *ptr = new int(0); 线程安全吗？

2) 如果 ctor 不是线程安全的，但对象仅通过从不同线程调用 someFunc 来创建，并且构造函数从未在其他任何地方使用，那么这将是线程安全的吗？

【问题讨论】：

static MyObject object; 是 not 线程安全的，如果默认构造函数不是线程安全的，即如果它在内部访问可变共享资源，比如通过全局变量或单例。但是，static int object = 100; 是 100% 线程安全的。
@Nawaz 考虑到您在评论中对我（现已删除）答案的引用，这是否表明这两个初始化实际上都是线程安全的？（有问题的引用是“如果在初始化变量时控制同时进入声明，则并发执行应等待初始化完成。”，来自 C++11 规范§6.7/ 4).
@JoachimPileborg：我不这么认为。标准仅保证这一点：如果多个线程尝试同时开始执行构造函数，则只有其中一个会实际执行它，其余的将等待初始化完成。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。构造函数本身很可能是线程不安全的（例如，如果它访问 modifiable 全局资源）。
@Nawaz 换句话说，我们保证实际初始化是线程安全的，但不是多线程导致重新初始化？
只有一个线程会初始化object，但object的构造函数可能不是线程安全的。

标签： c++ c++11 thread-safety static-initialization

【解决方案1】：

是的，它是线程安全的。这遵循适用于第一个示例的相同保证，即函数的并发执行将仅初始化静态变量一次。由于静态指针必须只被初始化一次，并且初始化它的方式被定义为对new的调用，那么new和它所调用的构造函数都将只被调用一次。假设new对象的构造函数没有做任何不安全的事情，那么整个事情都是安全的。

感谢 Matthieu M. 指出一个异常：如果初始化抛出，它将在下一次（未决或将来）调用该函数时再次尝试。但它仍然是线程安全的，因为直到第一次尝试失败后才会开始第二次尝试。

话虽如此，看到这样的代码令人担忧，因为它似乎可能导致内存泄漏，这可能会被 valgrind 等自动化工具标记，因此最好以某种方式避免这种情况。即使是具有静态成员的类也可能会更好，因为这样会更容易使用在程序结束之前调用的特殊方法来清理静态。

【讨论】：

注意：实际上，exactly once 是错误的。它一次一个，但表达式可能会被计算多次（连续）直到它成功 => 在初始化期间发生异常的情况下，已知对象不会被初始化并再次尝试初始化下次控制流通过定义。
statics 是否在某种全局锁下执行？他们每个人都有一把自己的锁还是一把锁？
约翰，你的回答正是我想知道的，我会接受的。但它看起来像@MatthieuM。在他的评论中是正确的，我只是在网络上的某个地方读到了这个。也许，您会编辑您的答案，让未来的读者更清楚？
@Niall，是的，那里有一把锁，read Using a C++11 Static Initializer section。