解开C++之call_once的神秘面纱：记一个有意思的问题笔记 _C++

引言最近因为项目要求用c++，之前一直很讨厌c++，没办法只能短时间弥补c++的知识，项目中需要一个接口只调用一次，需要使用到c++的call_once机制，于是写一个小demo来测试，就因为这个足够小发现了一个非常有意思的问题。

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call_once,基本原理std::call_once 的内部实现基于两个重要的组件：std::once_flag 和 std::invoke 。std::once_flag 是一个标志，用于表示某个函数是否已经被调用过。而 std::invoke 则负责实际调用该函数。
call_once的基本工作原理是：使用 std::once_flag 来标记函数是否被调用过。当有多个线程试图调用 std::call_once 时，只有一个线程会执行函数，其他线程会被阻塞直至该函数执行完毕。
【解开C++之call_once的神秘面纱：记一个有意思的问题笔记】std::call_once 的使用步骤三步曲：

创建 std::once_flag 对象：在需要保证函数只调用一次的地方创建一个 std::once_flag 对象。
编写需要执行一次的函数：编写你想要确保只调用一次的函数。
调用 std::call_once：在需要执行该函数的地方调用 std::call_once 并传入 std::once_flag 和函数名称。

demo问题引入demo非常简单，实现一个Init函数进行call_once调用，只调用一次的函数Initialize做一次打印处理， mAIn中连续调用Init 4次，理论上来说我们执行结果只有一行打?。?庖彩俏颐堑哪康?。

#include <IOStream>#include <thread>#include <mutex>#include <atomic>std::once_flag flag;void Initialize(){std::cout << "Run into Initialize.." << std::endl;}void Init(){std::call_once(flag, Initialize);}int main(){Init();Init();Init();Init();return 0;}

使用g++编译，执行结果发现出错了：

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抛出了个异常，从call_once上的理解来说代码实现应该是没问题的。于是使用调试大法gdb，编译+g后使用gdb调试发现了个有意思的：

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使用gdb调试发现__gthread_active_ptr指针是0 ，然后继续执行发现___gthread_once返回的__e为0，于是继续执行if就抛了异常。__gthread_active_ptr这又是什么呢?
深入研究研究怎么看呢?既然不知道是什么我一般的操作是先看预处理部分代码，使用gcc -E参数来编译出call_once.i文件。
g++ -E call_once.cpp -o call_once.i打开call_once.i文件我发现main函数部分没有什么特别之处，我们搜索call_once可以看到它的实现。

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这段代码中的 std::call_once 函数首先创建了一个可调用对象 __callable，这个对象会调用传入的函数 __f，并传入 __args 参数。然后，它将 __callable 的地址存储到 __once_callable 变量中。
接下来，通过一个 lambda 表达式将 __callable 的调用封装在 __once_call 中，这个 lambda 表达式会执行 __callable 。
最后，使用底层线程库的 __gthread_once 函数来确保 __once_call 只会执行一次，即保证传入的函数 __f 只会被调用一次。
如果 __gthread_once 的返回值不为零，表示执行出现了错误，会通过 __throw_system_error 抛出系统错误。
既然是if(__e)后抛的异常，我们继续看__gthread_once的实现，搜索__gthread_once关键字，找到其实现：

 11452 static inline int 11453 __gthread_once (__gthread_once_t *__once, void (*__func) (void)) 11454 { 11455if (__gthread_active_p ()) 11456return __gthrw_pthread_once (__once, __func); 11457else 11458return -1; 11459 }

这个函数可以看到执行了__gthread_active_p，我们继续找__gthread_active_p 的实现。

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__gthread_active_p 是一个内联函数，返回一个整数值。
static void const __gthread_active_ptr 是一个静态指针常量，初始化为 __gthrw___pthread_key_create 函数的地址。
extension 是一个 GNU C 扩展，用于告知编译器避免对某些表达式进行警告。在此处，它将地址转换为 void类型，以避免类型不匹配的警告。
&__gthrw___pthread_key_create 可能是一个特定线程库(如 POSIX 线程库)内部的函数，用于创建线程特定数据的关键字。