‘const static’STL容器初始化（可重入函数内部）

Question

假设这是一个服务于多个线程的函数。他们读取不受保护的

kHKeys

，因为从同一内存地址读取-读取不是数据争用。

但是，在第一次阅读时，

kHKeys

被构造出来。有可能在构造过程中，另一个线程进入了reentrantFunction函数。

在释放同时调用 reentrantFunction 的线程之前是否有必要构造

kHKeys

？

示例：

int reentrantFunction(const std::wstring& key_parent_c)
{
    // const 'static' means that kHKeys is constructed only once —
    // The 1st the function is run — and put into a shared memory space.
    // Otherwise, kHKeys is local and it must be constructed each time the function is called.
    const static std::map<std::wstring, HKEY> kHKeys{ { L"HKEY_CURRENT_USER", HKEY_CURRENT_USER } ,
        { L"HKEY_LOCAL_MACHINE", HKEY_LOCAL_MACHINE } , { L"HKEY_CLASSES_ROOT", HKEY_CLASSES_ROOT } ,
        { L"HKEY_CURRENT_CONFIG", HKEY_CURRENT_CONFIG } , { L"HKEY_CURRENT_USER_LOCAL_SETTINGS", HKEY_CURRENT_USER_LOCAL_SETTINGS } ,
        { L"HKEY_PERFORMANCE_DATA", HKEY_PERFORMANCE_DATA } , { L"HKEY_PERFORMANCE_NLSTEXT", HKEY_PERFORMANCE_NLSTEXT } ,
        { L"HKEY_PERFORMANCE_TEXT", HKEY_PERFORMANCE_TEXT } , { L"HKEY_USERS", HKEY_USERS } };

    // Use kHKeys 

Answer 1

在线程开始使用

kHKeys

之前，不必构造

reentrantFunction

。

正如您在这里看到的：静态局部变量，从 C++11 开始，它标准保证静态局部变量只会被初始化一次。有一个关于锁的具体注释，可用于确保多线程环境中的单一初始化：

如果多个线程尝试初始化同一个静态局部变量 变量同时发生，初始化只发生一次（类似 可以使用 std::call_once 获得任意函数的行为。
注意：此功能的通常实现使用以下变体 双重检查锁定模式，减少了运行时开销 已初始化的局部静态为单个非原子布尔值 比较。

但是 - 如果您使用需要相对较长初始化的静态变量（不是您示例中的情况），并且您的线程需要根据一些实时要求执行（具有最小延迟），您可以考虑这样做在单独的初始化阶段，在线程开始运行之前。

Answer 2

根据要求提供有关在编译时构建 STL 容器的单独答案：

请注意，某些 STL 容器现在是 constexpr，编译器可能会在编译时构造该值并将其放置在 .data 部分中。您可以（尝试）通过声明它为 constit 来强制它。

作为示例，让我们创建前 5 个素数的数组：

#include <string>
#include <array>

constexpr std::array<int, 5> make_primes() {
    std::array<int, 5> v;
    for (int i = 0, j = 2; i < 5; ++j) {
        for(int k = 2; k < j; ++k) {
            if (j % k == 0) {
                continue;
            }
        }
        v[i++] = j;
    }
    return v;
}

int bla(int i)
{
    static constinit std::array<int, 5> primes = make_primes();
    return primes[i];
}

这会产生以下代码：https://godbolt.org/z/a5h6TE9f7

bla(int):
        movsx   rdi, edi
        mov     eax, DWORD PTR bla(int)::primes[0+rdi*4]
        ret
bla(int)::primes:
        .long   2
        .long   3
        .long   4
        .long   5
        .long   6

正如您所见，编译代码中没有计算任何素数。这发生在编译时，结果

std::array

被放置在数据部分（部分不可见）。

因为我使用了

constinit

，如果在编译时无法计算变量，编译器将失败。如果我使用了

constexpr

，编译器会尝试在编译时计算该值，但可能会认为计算在编译时过于昂贵，并在运行时初始化变量。