(index<- )        ./libsync/one.rs

    git branch:    * master           5200215 auto merge of #14035 : alexcrichton/rust/experimental, r=huonw
    modified:    Wed Apr  9 17:27:03 2014
   1  // Copyright 2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
   2  // file at the top-level directory of this distribution and at
   3  // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
   4  //
   5  // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
   6  // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
   7  // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
   8  // option. This file may not be copied, modified, or distributed
   9  // except according to those terms.
  10  
  11  //! A "once initialization" primitive
  12  //!
  13  //! This primitive is meant to be used to run one-time initialization. An
  14  //! example use case would be for initializing an FFI library.
  15  
  16  use std::int;
  17  use std::sync::atomics;
  18  
  19  use mutex::{StaticMutex, MUTEX_INIT};
  20  
  21  /// A type which can be used to run a one-time global initialization. This type
  22  /// is *unsafe* to use because it is built on top of the `Mutex` in this module.
  23  /// It does not know whether the currently running task is in a green or native
  24  /// context, and a blocking mutex should *not* be used under normal
  25  /// circumstances on a green task.
  26  ///
  27  /// Despite its unsafety, it is often useful to have a one-time initialization
  28  /// routine run for FFI bindings or related external functionality. This type
  29  /// can only be statically constructed with the `ONCE_INIT` value.
  30  ///
  31  /// # Example
  32  ///
  33  /// ```rust
  34  /// use sync::one::{Once, ONCE_INIT};
  35  ///
  36  /// static mut START: Once = ONCE_INIT;
  37  /// unsafe {
  38  ///     START.doit(|| {
  39  ///         // run initialization here
  40  ///     });
  41  /// }
  42  /// ```
  43  pub struct Once {
  44      mutex: StaticMutex,
  45      cnt: atomics::AtomicInt,
  46      lock_cnt: atomics::AtomicInt,
  47  }
  48  
  49  /// Initialization value for static `Once` values.
  50  pub static ONCE_INIT: Once = Once {
  51      mutex: MUTEX_INIT,
  52      cnt: atomics::INIT_ATOMIC_INT,
  53      lock_cnt: atomics::INIT_ATOMIC_INT,
  54  };
  55  
  56  impl Once {
  57      /// Perform an initialization routine once and only once. The given closure
  58      /// will be executed if this is the first time `doit` has been called, and
  59      /// otherwise the routine will *not* be invoked.
  60      ///
  61      /// This method will block the calling *os thread* if another initialization
  62      /// routine is currently running.
  63      ///
  64      /// When this function returns, it is guaranteed that some initialization
  65      /// has run and completed (it may not be the closure specified).
  66      pub fn doit(&self, f||) {
  67          // Implementation-wise, this would seem like a fairly trivial primitive.
  68          // The stickler part is where our mutexes currently require an
  69          // allocation, and usage of a `Once` should't leak this allocation.
  70          //
  71          // This means that there must be a deterministic destroyer of the mutex
  72          // contained within (because it's not needed after the initialization
  73          // has run).
  74          //
  75          // The general scheme here is to gate all future threads once
  76          // initialization has completed with a "very negative" count, and to
  77          // allow through threads to lock the mutex if they see a non negative
  78          // count. For all threads grabbing the mutex, exactly one of them should
  79          // be responsible for unlocking the mutex, and this should only be done
  80          // once everyone else is done with the mutex.
  81          //
  82          // This atomicity is achieved by swapping a very negative value into the
  83          // shared count when the initialization routine has completed. This will
  84          // read the number of threads which will at some point attempt to
  85          // acquire the mutex. This count is then squirreled away in a separate
  86          // variable, and the last person on the way out of the mutex is then
  87          // responsible for destroying the mutex.
  88          //
  89          // It is crucial that the negative value is swapped in *after* the
  90          // initialization routine has completed because otherwise new threads
  91          // calling `doit` will return immediately before the initialization has
  92          // completed.
  93  
  94          let prev = self.cnt.fetch_add(1, atomics::SeqCst);
  95          if prev < 0 {
  96              // Make sure we never overflow, we'll never have int::MIN
  97              // simultaneous calls to `doit` to make this value go back to 0
  98              self.cnt.store(int::MIN, atomics::SeqCst);
  99              return
 100          }
 101  
 102          // If the count is negative, then someone else finished the job,
 103          // otherwise we run the job and record how many people will try to grab
 104          // this lock
 105          let guard = self.mutex.lock();
 106          if self.cnt.load(atomics::SeqCst) > 0 {
 107              f();
 108              let prev = self.cnt.swap(int::MIN, atomics::SeqCst);
 109              self.lock_cnt.store(prev, atomics::SeqCst);
 110          }
 111          drop(guard);
 112  
 113          // Last one out cleans up after everyone else, no leaks!
 114          if self.lock_cnt.fetch_add(-1, atomics::SeqCst) == 1 {
 115              unsafe { self.mutex.destroy() }
 116          }
 117      }
 118  }
 119  
 120  #[cfg(test)]
 121  mod test {
 122      use super::{ONCE_INIT, Once};
 123      use std::task;
 124  
 125      #[test]
 126      fn smoke_once() {
 127          static mut o: Once = ONCE_INIT;
 128          let mut a = 0;
 129          unsafe { o.doit(|| a += 1); }
 130          assert_eq!(a, 1);
 131          unsafe { o.doit(|| a += 1); }
 132          assert_eq!(a, 1);
 133      }
 134  
 135      #[test]
 136      fn stampede_once() {
 137          static mut o: Once = ONCE_INIT;
 138          static mut run: bool = false;
 139  
 140          let (tx, rx) = channel();
 141          for _ in range(0, 10) {
 142              let tx = tx.clone();
 143              spawn(proc() {
 144                  for _ in range(0, 4) { task::deschedule() }
 145                  unsafe {
 146                      o.doit(|| {
 147                          assert!(!run);
 148                          run = true;
 149                      });
 150                      assert!(run);
 151                  }
 152                  tx.send(());
 153              });
 154          }
 155  
 156          unsafe {
 157              o.doit(|| {
 158                  assert!(!run);
 159                  run = true;
 160              });
 161              assert!(run);
 162          }
 163  
 164          for _ in range(0, 10) {
 165              rx.recv();
 166          }
 167      }
 168  }