Question

鉴于来自here的代码：

class lazy_init
{
    mutable std::once_flag flag;
    mutable std::unique_ptr<expensive_data> data;

    void do_init() const
    {
        data.reset(new expensive_data);
    }
public:
    expensive_data const& get_data() const
    {
        std::call_once(flag,&lazy_init::do_init,this);
        return *data;
    }
};

我在其他地方也看到了相同模式的一些变体。所以我的问题是：为什么这段代码被认为是保存？为什么编译器在调用std :: call_once之前不能只读取数据并最终得到不正确的数据？ e.g

tmp = data.get();
std::call_once(flag,&lazy_init::do_init,this);
return *tmp;

我的意思是我没有发现任何阻碍这种情况的障碍。

Answer 1

如果允许编译器生成与您描述的匹配的代码，那么用C ++编程基本上是不可能的。

这在§1.9/ 14 程序执行（n3290）中说明：

与全表达相关的每个值计算和副作用在每个值之前排序计算和副作用与下一个要评估的完整表达相关联。

您的return语句在前一个完整表达式之后排序。编译器必须输出代码，就好像在评估return语句之前已完全评估了前一个语句的所有副作用。
您的示例不遵守该规则，因为它会在考虑*data完整表达式的副作用之前评估std::call_once(...)。

此外，std::call_once在其描述中有这一点（§30.4.4.2/ 2和3）：

2 / 效果：执行不调用其func的call_once是被动执行。调用其func的call_once的执行是一个活动执行。主动执行应调用INVOKE (DECAY_- COPY ( std::forward<Callable>(func)), DECAY_COPY (std::forward<Args>(args))...)。如果是这样   对func的调用抛出异常，执行异常，否则返回。异常执行应将异常传播给call_once的调用者。在任何给定的once_flag的call_once的所有执行中：最多一个应该是返回执行;如果有返回执行，则应该是最后一次执行;只有在返回执行时才会执行被动执行。 [注意：被动执行允许其他线程可靠地观察先前返回执行产生的结果。 - 结束说明]

3 / 同步：对于任何给定的once_flag：所有活动执行都按总顺序发生;活动执行的完成与此总订单中下一个的开始同步;并且返回的执行与所有被动执行的返回同步。

因此标准要求同步以适合您的用例。

std :: call_once和内存重新排序

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