局部静态变量是如何做到只初始化一次的?
关于编译选项 -Wa,-adlhn参考
http://blog.csdn.net/lanxinju/article/details/5900986
以下内容来自于内网别的高人的回复
可以写个程序测试一下：
class A
{
public:
A() {}
public:
int a;
};
int static_var_func()
{
static A a;
return a.a++;
}
int main(int argc, char * argv[])
{
static_var_func();
return 0;
}
看看汇编
g++ -c -g -Wa,-adlhn yy.cpp
结果：
10:yy.cpp **** int static_var_func()
35 .loc 1 10 0
36 0000 55 pushq %rbp
37 .LCFI2:
38 0001 4889E5 movq %rsp, %rbp
39 .LCFI3:
40 .LBB2:
11:yy.cpp **** {
12:yy.cpp **** static A a;
41 .loc 1 12 0
42 0004 B8000000 movl $_ZGVZ15static_var_funcvE1a, %eax
42 00
43 0009 0FB600 movzbl (%rax), %eax
44 000c 84C0 testb %al, %al
45 000e 7527 jne .L4
46 0010 BF000000 movl $_ZGVZ15static_var_funcvE1a, %edi
46 00
47 0015 E8000000 call __cxa_guard_acquire
47 00
48 001a 85C0 testl %eax, %eax
49 001c 0F95C0 setne %al
50 001f 84C0 testb %al, %al
51 0021 7414 je .L4
52 0023 BF000000 movl $_ZZ15static_var_funcvE1a, %edi
52 00
53 0028 E8000000 call _ZN1AC1Ev
53 00
54 002d BF000000 movl $_ZGVZ15static_var_funcvE1a, %edi
54 00
55 0032 E8000000 call __cxa_guard_release
55 00
56 .L4:
13:yy.cpp **** return a.a++;
57 .loc 1 13 0
58 0037 8B050000 movl _ZZ15static_var_funcvE1a(%rip), %eax
58 0000
59 003d 89C2 movl %eax, %edx
60 003f 83C001 addl $1, %eax
61 0042 89050000 movl %eax, _ZZ15static_var_funcvE1a(%rip)
61 0000
62 0048 89D0 movl %edx, %eax
63 .LBE2:
14:yy.cpp **** }
64 .loc 1 14 0
65 004a C9 leave
66 004b C3 ret
亮点就在__cxa_guard_acquire和__cxa_guard_release上，这两个函数实现于libstdc++。大意是一个全局的mutex和一个cond来保护一个锁变量（_ZGVZ15static_var_funcvE1a），锁变量再来保护目标变量（_ZZ15static_var_funcvE1a）。锁变量的第一个字节（也就是%al）表示目标变量是否被初始化过了，第二个字节表示目标变量是否在初始化中。__cxa_guard_acquire的时候将锁变量的第二个字节置1，表示初始化中；如果已经为1了，就等待它变0（通过全局cond）再返回（保证初始化结束）。__cxa_guard_release的时候清除第二个字节，再将第一个字节置1。
简单地说，g++在变量初始化的前后，自动加了锁保护代码。
另外还有一种可能的情况，变量初始化的时候，如果存在自引用，可能会循环初始化产生死锁。g++对这种情况也有考虑。
http://www.dutor.net/index.php/2013/06/initialization-of-local-static-variables/
不必说静态变量和普通变量的区别，也不必说静态变量及其作用域的得与失，单单说一下函数作用域的静态变量是如何初始化的。
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int foo()
{
static int n = init();
//~ do anything/nothing on 'n'
return n;
}
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在 foo() 第一次被调用时，foo()::s 只初始化一次（C 中，静态变量只允许以常量初始化）。“只初始化一次”是如何保证的呢？当然需要编译器维护一个状态，来标识该变量是否已被初始化，并安插代码，在每一次函数被调用时进行判断。咱们通过汇编验证一把：
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.globl _Z3foov .type _Z3foov, @function _Z3foov: .LFB1405: pushq %rbp .LCFI13: movq %rsp, %rbp .LCFI14: movl $_ZGVZ3foovE1n, %eax movzbl (%rax), %eax testb %al, %al jne .L18 movl $_ZGVZ3foovE1n, %edi call __cxa_guard_acquire testl %eax, %eax setne %al testb %al, %al je .L18 call _Z4initv movl %eax, _ZZ3foovE1n(%rip) movl $_ZGVZ3foovE1n, %edi call __cxa_guard_release .L18: movl _ZZ3foovE1n(%rip), %eax leave ret |
寄存器、指令和标号不提，其他符号是什么含义呢？通过 c++filt 进行 demangling，_ZGVZ3foovE1n 标识 ‘guard variable for foo()::n’，作为前面提到的“初始化状态标识”用（低字节），_ZZ3foovE1n 标识 ‘foo()::n’，_Z4initv 即 init()。
那 __cxa_guard_acquire 和 __cxa_guard_release 呢？故名思议，这两个函数具有锁语义。为什么需要锁呢？当然是基于静态变量的线程安全考虑了。静态变量的状态变化属于业务逻辑，编译器管不着也管不了，但静态变量的初始化过程由编译器负责，在初始化线程安全的问题上还是可以出把力的。
分析上述汇编代码。首先获取 guard 变量，判断低字节是否为 0，若非零，表示已经初始化，可以直接使用。否则，将 guard 作为参数调用 __cxa_guard_acquire，如果锁成功，调用 init() 初始化静态变量 foo()::n，然后释放锁。如果锁失败，说明产生竞态条件，则会阻塞当前线程，不同于普通锁的地方在于，__cxa_guard_acquire 是有返回值的（当然 pthread_lock 也有返回值，但用途不同），如果发生了等待，__cxa_guard_acquire 返回 0，并不会进入 foo()::n 的初始化过程（其他线程已经初始化过了，初始化失败的情况就不细究了）。
为了验证上述分析，可以将 init() 实现成一个耗时的操作，令多个线程“同时”调用 foo()，然后查看各个线程的运行状态。
利用该机制，可以很好的实现所谓 Singleton 模式：
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Singleton* Singleton::GetInstance()
{
static Singleton instance;
return &instance;
}
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对于单线程程序，静态变量的保护是没有必要的，g++ 的 -fno-threadsafe-statics 选项可以禁掉该机制。
