Question

我一直在考虑延迟初始化（让我们说 - 全局变量，但它可以是任何东西）。到目前为止，我提出的是类似

的内容

enum state {
    uninitialized,
    initializing,
    initialized
};
state s;
char memory[sizeof(T)];
T& initialize() {
    auto val = compare_and_swap(&s, state::uninitialized, state::initializing);
    if (val == initialized)
        return *(T*)memory;
    if (val == initializing) {
        while(atomic_read(&s) != state::initialized);
        return *(T*)memory;
    }
    new (memory) T();
    atomic_write(&s, state::initialized);
    return *(T*)memory;
}

如果它已经被初始化，那么它就是等待的。但是我遇到了一个线程正在初始化的问题。完成初始化或等待初始化完成所需的步骤数与线程数不成比例。但是如果初始化线程暂停，其他线程都必须随意等待直到它恢复。因此，在一般情况下，它不是无锁或无等待。

是否可以创建等待无锁或无锁的延迟初始化？

Answer 1

如果您愿意初始化多个对象，那么您可以通过仅存储指针来生成无锁代码：

std::atomic<T *> p { nullptr };

T & get()
{
    T * q = p.load();
    if (!q)
    {
        T * r = new T;
        if (p.compare_exchange_strong(q, r))
        {
            return *r;
        }
        else
        {
            delete r;
            return *q;
        }
    }
    return *q;
}

无锁算法的成本是您通常必须尝试失败＆＃34;，因此即使您必须丢弃结果，您也必须付出本地尝试的代价。

正如您正确指出的，如果只有一个线程执行初始化，那么您总是依赖于该单个线程，并且您无法锁定。

如果析构函数有副作用，您还需要相应的清理代码：

delete p.exchange(nullptr);

Answer 2

我不认为在一般情况下是可能的。如果您在全局初始化过程中执行此操作，则在调用main之前和创建线程之前，您有机会。它如何等待或无锁？

如果您允许初始化失败并稍后重试，则它可以是无锁的。如果另一个线程有项目，它就不能等待。

如果你关心这里的性能，那么你可以使用线程id散列到一个项目桶中，以尝试减少争用的频率。

无等待或无锁初始化

2 个答案: