caffe可重入單例機制分析

一個函數可重入是指該函數能夠被多個線程同時調用。大多數函數都不是可重如的，由於不少函數會修改靜態數據結構裏的內容，若是多個線程同時調用，勢必破壞共享的靜態結構。能夠在不改變公共接口的狀況下，將一個非重入函數修改成可重入函數。思想是使用線程的本地存儲來實現，而boost::thread_specific_ptr正好提供了使用TLS（thread local storage）的機制。

在caffe框架中，class Caffe是一個單例類，這個類是能夠重入的，便可以被多個線程同時使用：

進入到上圖109行的Get()函數：

這個函數是一個static的函數，它的返回值是Caffe對象的引用，第13行定義了一個指向Caffe對象的智能指針，類型爲boost::thread_specific_ptr<Caffe>.代碼的16行首先判斷thread_instance_智能指針指向的對象是否爲空，若是爲空則說明進入到這個函數的線程是第一次運行這個函數，那麼就執行17行，從新new一個caffe對象，這個對象是屬於該線程獨有的，存放在該線程的TLS（Thread local storage）中。若是thread_instance_智能指針指向的對象不爲空，說明進入到這個函數的線程已經不是第一次運行到這行代碼了，那麼就直接將本身TLS中的Caffe對象拿來使用就好了。boost::thread_specific_ptr中Get()函數的定義以下圖82行所示：

這個函數其實就是返回線程私有存儲空間中的對象而已。

能夠用下面的示例代碼來驗證boost::thread_specific_ptr的機制：

#include <iostream>
#include <boost/thread/mutex.hpp>
#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <boost/thread/tss.hpp>

boost::mutex io_mutex;
boost::thread_specific_ptr<int> ptr;

struct count{
    count(int id) : id(id) {  }
    void operator()(){
        if(ptr.get() == 0){
            ptr.reset(new int(0));
        }
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
            (*ptr)++;
            boost::mutex::scoped_lock lock(io_mutex);
            std::cout << id << ": " << *ptr << std::endl;
        }
    }
    int id;

};

int main() {
    boost::thread thrd1(count(1));
    boost::thread thrd2(count(2));
    thrd1.join();
    thrd2.join();
    return 0;
}

    這段代碼聲明瞭一個指向int類型的智能指針，main函數中使用了兩個線程來訪問該ptr，每一個線程都會對ptr指向的值執行加法操做，從輸出結果能夠看到，兩個線程的值互不干擾：

該代碼採用cmake編寫，完整的工程項目點擊這裏。