Класс once_flag

Класс once_flag используется в паре с функцией call_once и позволяет гарантировать, что определенный участок кода будет выполнен ровно один раз, независимо от количества потоков, которые пытаются его выполнить. Объект once_flag не хранит никаких пользовательских данных - он лишь служит флагом состояния, который внутренне синхронизируется. Класс не поддерживает копирование и перемещение, поэтому его следует передавать по ссылке.

Основное применение - однократная инициализация общих ресурсов (например, подключение к базе данных, загрузка конфигурации, создание синглтона) в многопоточной среде.

Синтаксис

#include <mutex>

std::once_flag flag;

std::call_once(flag, func, args...);

Пример

Давайте рассмотрим простой пример однократной инициализации общего ресурса из двух потоков:

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
using namespace std;

once_flag flag;

void init()
{
	cout << "init once" << endl;
}

int main()
{
	thread t1([]{ call_once(flag, init); });
	thread t2([]{ call_once(flag, init); });
	
	t1.join();
	t2.join();
	
	return 0;
}

Результат выполнения кода:

"init once"

Пример

Давайте используем once_flag вместе с лямбда-выражением для инициализации глобальной переменной:

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
using namespace std;

once_flag flag;
int shared_value = 0;

int main()
{
	thread t1([]
	{
		call_once(flag, []
		{
			shared_value = 42;
			cout << "initialized" << endl;
		});
		cout << shared_value << endl;
	});
	
	thread t2([]
	{
		call_once(flag, []
		{
			shared_value = 42;
			cout << "initialized" << endl;
		});
		cout << shared_value << endl;
	});
	
	t1.join();
	t2.join();
	
	return 0;
}

Результат выполнения кода:

"initialized"
42
42

Пример

Давайте проверим, что при вызове из нескольких потоков функция выполнится ровно один раз, используя счетчик:

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <vector>
using namespace std;

once_flag flag;
int counter = 0;

void increment()
{
	++counter;
}

int main()
{
	vector<thread> threads;
	
	for (int i = 0; i < 5; ++i)
	{
		threads.emplace_back([]
		{
			call_once(flag, increment);
		});
	}
	
	for (auto& t : threads)
	{
		t.join();
	}
	
	cout << counter << endl;
	
	return 0;
}

Результат выполнения кода:

1

Смотрите также

функция call_once,
которая выполняет код ровно один раз
класс mutex,
который обеспечивает базовую синхронизацию
класс lock_guard,
который автоматически блокирует и разблокирует мьютекс
класс unique_lock,
который предоставляет гибкое управление блокировкой