进行昂贵的初始化的最佳方法是什么？

Howard Hinnant 发表于 Dev

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霍华德·辛南特

我有一个单例，初始化起来很昂贵：

struct X {...};

const X&
get_X()
{
    static const X x = init_X();
    return x;
}

第一次get_X()调用时，可能需要花费数百毫秒的时间来初始化函数本地静态变量。但是完成之后，我需要做的事情X相对较快：

get_X().find_something_for_me();  // expensive if this is the first call
get_X().find_something_for_me();  // now fast

如何最大程度地减少首次致电时的较大延迟get_X()？我有很多核心...

霍华德·辛南特

一旦您的应用程序启动，并且（有希望）在您实际需要调用之前get_X()，免费地调用它。此外，为了使您的初始化阶段更快，请将昂贵的初始化反馈给不同的线程。例如：

#include <thread>

int
main()
{
    std::thread(get_X).detach();
    // continue with other initialization...
}

当某些任务的成本高达几百毫秒（或更多）时，拆分线程来处理它的开销就在噪声级别。而且，如果您使用的是多核硬件（如今还不是现在？），那么如果您的应用程序从此单例开始直到get_X完成首次调用实际上不需要任何东西，那么这显然是性能上的胜利。

注意事项/问题：

为什么detach对thread？为什么不join呢？

如果您决定join这样做thread，那意味着您只需要等待它完成即可，为什么不做其他事情呢。完成detach后，请自行清理。您甚至不需要保留的句柄thread。临时std::thread破坏，但OS线程继续运行，get_X直到完成。

当thread标准化时，有人认为detachedthread不仅无用，而且很危险。但是，这里是detachedthread的一个非常安全且颇具启发性的用例。
如果我的应用程序get_X()在detachedthread完成第一个调用之前调用了该get_X()怎么办？

有性能方面的打击，但没有正确性方面的打击。您的应用程序将在此行中阻塞get_X()：

static const X x = init_X();

直到detachedthread完成执行。因此，没有数据争用。
如果我的申请在detachedthread完成之前结束怎么办？

如果您的应用程序在初始化阶段结束，则显然发生了灾难性的错误。如果get_X碰到已经被at_exit链破坏的东西（在main之后执行），就会发生不好的事情。但是，您已经处于紧急关闭状态...再次发生紧急情况不太可能使您的紧急关闭更加严重。你已经死了 Otoh，如果初始化需要花费几分钟到几小时的时间，那么您可能确实需要更好地交流有关何时完成初始化的信息，以及更合理的关闭程序。在那种情况下，您需要在线程中实现协作取消，无论线程是否分离（std委员会拒绝为您提供）。
如果第一个调用get_X()引发异常怎么办？

在这种情况下，get_X()假设您没有保留未捕获的异常并允许其终止程序，则对它的第二次调用就有机会初始化函数local static。它可能会抛出，或者可能会成功初始化（取决于您的代码）。无论如何，对的调用get_X()将继续尝试初始化，等待初始化进行中，直到有人设法做到这一点而没有引发异常。无论调用是否来自不同的线程，这都是事实。