调用std::call_once前检查initialized布尔变量是否安全？能否降低同步开销？

安全性：你的写法不安全 #

直接读写普通bool类型的initialized会导致数据竞争，属于C++标准定义的未定义行为：

• 当一个线程在lambda中设置initialized = true，其他线程读取这个变量时，没有任何同步机制约束，可能出现“看到initialized为true，但data还没完成初始化”的情况——编译器或CPU可能对指令重排序，导致初始化data的操作和设置initialized的操作在其他线程眼里顺序颠倒，最终触发assert失败或者读取到垃圾数据。

同步开销：你的做法没有意义，反而添乱 #

你想通过提前检查跳过std::call_once来降低开销，但实际上：

• std::call_once本身已经做了优化：第一次调用会同步等待初始化完成，后续所有调用都会快速返回（内部已经维护了初始化完成的标记，不需要每次加锁等待）。
• 你额外加的不安全检查不仅没降低开销，还引入了未定义行为，完全是画蛇添足。

正确的处理方式 #

方案1：直接用std::call_once（推荐） #

去掉多余的initialized变量，完全依赖std::call_once的机制，代码更简洁安全：

struct Data {
    std::vector<int> data;
    std::once_flag flag;
};

int run(Data& d, int l, int r) {
    std::call_once(d.flag, [&d]() {
        d.data.resize(5);
        std::generate(d.data.begin(), d.data.end(), [g = std::mt19937(std::random_device{}())]() mutable {
            return g() % 10;
        });
    });

    // read only ops:
    assert(d.data.size() == 5);
    return std::accumulate(d.data.cbegin() + l, d.data.cbegin() + r, 0);
}

方案2：用原子变量做快速检查（仅在极端场景下考虑） #

如果确实需要提前跳过std::call_once，必须把initialized改成原子变量，保证读写的同步性：

struct Data {
    std::vector<int> data;
    std::once_flag flag;
    std::atomic<bool> initialized = false;
};

int run(Data& d, int l, int r) {
    if (!d.initialized.load(std::memory_order_acquire)) {
        std::call_once(d.flag, [&d]() {
            d.data.resize(5);
            std::generate(d.data.begin(), d.data.end(), [g = std::mt19937(std::random_device{}())]() mutable {
                return g() % 10;
            });
            d.initialized.store(true, std::memory_order_release);
        });
    }

    // read only ops:
    assert(d.data.size() == 5);
    return std::accumulate(d.data.cbegin() + l, d.data.cbegin() + r, 0);
}

但要注意：这种方式的收益非常有限，因为std::call_once的后续调用已经足够快，额外的原子操作开销可能抵消掉所谓的性能提升，只有当run函数被极其频繁调用且初始化完成后调用量极大时，才值得考虑。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mian