多线程环境中的静态局部变量初始化

Question

假设有一个函数（可能是成员函数）

SomeType foo()
{
    static SomeType var = generateVar();
    return var;
}

如果同时从多个线程“第一次”调用var，将如何初始化foo？

1. 是否保证generateVar()在任何情况下只会被调用一次（如果使用的话）？
2. 在任何情况下多次调用时，是否保证foo将返回相同的值？
3. 原始类型或非原始类型的行为是否存在差异？

Answer 1

关于C ++ 03：

C ++ 03 Standard定义的抽象机器不包含线程的正式定义，以及如果同时访问对象，程序的结果应该是什么。

没有同步原语的概念，在不同线程中执行的操作的排序，数据竞争等等。因此，根据定义，每个多线程C ++ 03程序都包含未定义的行为。

当然，在实践中，实现确实提供了记录的行为，但标准中没有任何内容指定此行为应该是什么。因此，我想说这取决于你的编译器。

其余的答案将集中在C ++ 11上，它确实定义了并发操作的语义。

关于C ++ 11：

  

是否保证generateVar()在任何情况下只会被调用一次（如果使用的话）？

不，不是在任何情况下。

var的初始化保证是线程安全的，因此generateVar()不会同时输入，但如果generateVar()或复制构造函数抛出异常或者移动SomeType的构造函数（当然，如果SomeType是UDT），则下次执行流程进入声明时将重新尝试初始化 - 这意味着generateVar()将再次被召唤。

关于使用静态存储持续时间初始化块范围变量的C ++ 11标准的第6.7 / 4段：

  

[...]如果初始化通过抛出异常退出，则初始化   未完成，因此下次控制进入声明时将再次尝试。如果控制进入   在初始化变量的同时声明，并发执行应该等待   完成初始化。如果控制在变量存在时递归地重新输入声明   初始化后，行为未定义。 [...]

关于你的下一个问题：

  

在任何情况下多次调用foo时，是否可以保证foo会返回相同的值？

如果它会设法返回一个值（见上文），那么是。

  

原始类型或非原始类型的行为是否存在差异？

不，没有，除了没有复制构造函数或原始类型的移动构造函数之外，因此复制初始化也不会导致抛出异常（当然除非{ {1}}抛出）。