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Windows: 13. InitOnceExecuteOnce API 소개 [링크 복사], [링크+제목 복사],
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글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
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Windows: 13. InitOnceExecuteOnce API 소개
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/432

VC++: 104. std::call_once를 이용해 thread-safe한 Singleton 객체 생성
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11091




Vista & Longhorn: 13. InitOnceExecuteOnce API 소개


재미있는 API가 Windows 6.0 버전부터(비스타, 롱혼) 포함되어서 간단하게 소개를 해드릴까 합니다. 사실 ^^ 비스타 관련 API를 몰아서 소개해 드리면 좋겠지만, 저 역시도 이렇게 가끔씩 눈에 띄는 것이 나올 때마다 틈틈이 봐두는 식으로 공부하기 때문에 그럴 수는 없답니다. ^^ (개인적으로 이런 공부 방식을 좋아합니다. 하나씩 하나씩 알아가는.)

소개라고 ^^ 말씀드렸는데요. 그럴 수밖에 없는 것이 이미 코드 구루에 다음와 같은 토픽으로 자세하게 설명되어져 있기 때문입니다.

Simplified One-Time Initialization in Windows Vista
; http://www.codeguru.com/columns/kate/article.php/c13091

위의 토픽을 보시면, 덩달아서 새로운 함수인 "_WriteBarrier"에 대해서도 알게 됩니다. 일단, 제가 파악해 본 바에 의하면, 최적화가 컴파일 타임에도 발생하지만 64bit 환경에서는 프로세서에 의해서도 발생을 한다고 합니다. 컴파일 타임에 대한 최적화 방지 예제는 "_WriteBarrier" API 도움말 자체에 코드가 같이 설명되어져 있습니다.

C++ Language Reference - _WriteBarrier  
; https://learn.microsoft.com/en-us/cpp/intrinsics/writebarrier

프로세서에 의한 최적화 예제 코드는 "Simplified One-Time Initialization in Windows Vista"에 나와 있는 것이 그에 해당합니다. 재미있으니 한번 코드를 살펴보십시오. ^^




이번 이야기의 주제는 "Vista's One-Time Initialization Support"이니, 그에 대해 조금 더 살펴보겠습니다. 보통, 동기화 코드 중에는 다음과 같은 식으로 초기화를 해야 하는 코드가 빈번하게 발생하는데요.

   if (g_p == NULL)
   {
      EnterCriticalSection(&G_CriticalSection);
      if (g_p == NULL)
      {
         g_p = new ExpensiveToCreateClass();
      }
      LeaveCriticalSection(&G_CriticalSection);
   }
   return g_p;

보시는 것처럼, 다소 쓸데없는 듯이 2번의 NULL 검사(double-check code)를 해야 합니다. 음... 그러고 보니 이러한 패턴을 어디선가 본 것 같은 기억이 납니다. 그렇군요. ^^ 다음의 토픽에서 재미있게 읽었었지요.

Loner's .NET Blog - Quiz: Synchronization Bug
; http://www.simpleisbest.net/archive/2006/09/21/1103.aspx

Loner's .NET Blog - Answer: Synchronization Tip
; http://www.simpleisbest.net/archive/2006/09/27/1125.aspx

자,,, 이러한 패턴을 비스타에서는 InitOnceBeginInitialize API를 사용하여 다음과 같이 수정할 수 있습니다.

INIT_ONCE g_init;
BOOL CALLBACK CreateETCCPointer(PINIT_ONCE InitOnce, PVOID Parameter,
                                PVOID *lpContext)
{
   *lpContext = new ExpensiveToCreateClass();
   return TRUE;
}

PVOID lpContext;
if (InitOnceExecuteOnce(&g_init,
                       CreateETCCPointer,
                       NULL, &lpContext)){
  return (ExpensiveToCreateClass*)lpContext;
}

왠지... ^^; 더 간결해 보이지는 않는군요. 또한 아직 Managed 래퍼 코드는 없는 듯 하니 C# 등에서 사용하기에는 좀 더 기다려야 될 것 같습니다.

마지막으로, InitOnceExecuteOnce API는 비동기 함수 버전을 제공해 주는 데, "InitOnceBeginInitialize" / "InitOnceComplete" 쌍의 함수가 그것입니다. Native API라서 InitOnceExecuteOnce 함수 자체도 그다지 쓸 일이 없을 것 같은데... ^^ 그에 대한 비동기 함수는 더더욱 잘 안 쓰겠지요!




InitOnceExecuteOnce
; https://learn.microsoft.com/ko-kr/windows/win32/api/synchapi/nf-synchapi-initonceexecuteonce

define _WIN32_WINNT as 0x0600 or later

Client Requires Windows Vista. 
Server Requires Windows Server "Longhorn". 
Header Declared in Winbase.h; include Windows.h.
 
Library Use Kernel32.lib.
RtlRunOnceExecuteOnce (DDK)
; https://learn.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/ddi/ntddk/nf-ntddk-rtlrunonceexecuteonce




[이 토픽에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 3/24/2025]

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댓글 작성자
 



2007-01-09 10시03분
[WaterStone] 코드의 직관성을 따진다면 예전 코드가 더 이해도가 높아 보입니다만...
쓸데없이 CS 에 진입하는 쓰레드가 없어진다는 면에서는 새로운 API의 효용이 있어 보입니다.
좋은 정보 감사합니다.
저는 그래도 예전 방식대로 코딩하는 것을 더 선호 할 듯 하네요...
새로운 API를 써야할 초 울트라 고성능 어플리케이션은 그다지 많지 않을 듯해서... ^^
[guest]
2007-01-09 10시25분
(끝부분에서 결론을 내렸지만) 저도 동감입니다. ^^

한 가지... 제가 ia64/x64에서 테스트는 해보지 않았지만, "InitOnceExecuteOnce"로 인해 해결될 수 있는 부분이 위에서 설명드렸듯이 꼭 2번 체크하는 부분만이 아니라, _WriteBarrier까지도 써서 해결해야 하는 초기화시의 read/write 재배열 문제까지도 해결되기 때문일 것 같습니다. 즉, 적어도 초기화 수준에서 발생하는 동기화 문제는 Microsoft에서 보장하고 해결해 주었다는 것이 의미가 있을 듯 싶습니다. ^^

그리고, 듀얼/쿼드 코어가 기본이 되는 시대가 온다면,,, 초기화 관련 동기화 문제는 위의 함수로 관습화 될 수도 있지 않을까요? ^^ (실제로, 만약 제가 C++ 강의를 하고 있다면... WriteBarrier니, NULL 체크 2번 하는 초기화니 생각할 것 없이, 무조건 위의 함수를 이용해서 초기화를 하라고 강요할 듯 싶습니다. ^^;)
kevin25
2007-01-09 04시14분
[WaterStone] 비슷한 방법으로 GCC의 최적화를 막기 위한 더미 코드를 Linux 커널을 분석하면서 본 것 같습니다만...
커널이나 디바이스 드라이버 수준이 아니라면 이러한 API 까지 써야할 어플리케이션은
많지 않을 듯 합니다. (저도 93년도의 Linux에서 보고 여기서 두번째로 보니...)
사실 두번의 null 체크를 하는 코드를 작성해야하는 경우도 흔하진 않죠.
하지만 성태씨 말대로 쿼드의 시대가 온다면 시스템 프로그램을 작성해야 하는 개발자는
점점 머리가 아파질 것은 분명합니다.
위 API를 설명할 만한 강좌 코스가 있을까요? 있다면 저에게 꼭 알려주세요.
성태씨 강좌를 듣고 싶어요~~~~ ^^
[guest]
2007-01-09 04시19분
허~~~엇~~~! ^^; 굳이 해야 한다면... 컴파일된 어셈블리 파일과 x64 머신에서의 실행 시 디버깅 어셈블리 코드를 뭔가 있는 것처럼... 대단한 것인양... 보여주면서, 매우 어려운 것처럼 보이게 하는 방법이 있습니다만... 에이... 잘 아시면서. ^^;
kevin25
2025-03-24 11시34분
The case of the critical section that let multiple threads enter a block of code
; https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20250321-00/?p=110984

InitializeCriticalSection을 위해 InitOnceExecuteOnce를 사용했을 때, PINIT_ONCE_FN에서 습관적으로 STATUS_SUCCESS를 반환해 발생한 버그를 소개하고 있습니다. PINIT_ONCE_FN의 경우 성공 여부를 TRUE/FALSE로 반환하는데, (흔히 DDK 코드에서 잘 사용하는) STATUS_SUCCESS는 값이 FALSE(0)에 해당하므로, 결과적으로 매번 CriticalSection을 초기화하는 동작을 수행하게 됩니다.

따라서, PINIT_ONCE_FN 함수에서 "return TRUE;"를 반환하는 것으로 간단하게 해결할 수 있지만, 위의 코드에서는 (굳이 초기화를 필요로 하는 CriticalSection을 사용하기보다는) SRWLOCK으로 대체했다고.

그러고 보면, 예전에는 (Vista 이후에 구현됐다는 제약으로 인해) 현실성이 없었지만 이제는 CriticalSetcion을 SRWLOCK으로 대체해도 되겠습니다. (CriticalSection은 내부 자원의 할당 및 해제를 위해 InitializeCriticalSection / DeleteCriticalSection을 필요로 합니다.)

참고로, (포인터 크기에 해당하는) SRWLOCK 역시 초기화 함수로 InitializeSRWLock를 제공하지만 정적으로 SRWLOCK_INIT (#define RTL_SRWLOCK_INIT {0})을 이용해 간단하게 초기화 과정을 생략할 수 있습니다. 게다가 애당초 자원 할당이 되지 않으므로 CriticalSection처럼 Delete... 함수를 필요로 하지 않아 더 깔끔한 코드가 나옵니다.

주의할 점은, CriticalSection은 동일한 스레드에 한해 lock을 재진입하는 것이 가능하지만, SRWLOCK은 (CriticalSection처럼 OwingThread에 대한 정보를 담고 있지 않으므로) 재진입이 불가능하다는 차이점이 있습니다. 따라서 모든 경우에 대해 기존의 CriticalSetcion을 SRWLock으로 바꿀 수는 없습니다.

Windows with C++ - The Evolution of Synchronization in Windows and C++
; https://learn.microsoft.com/en-us/archive/msdn-magazine/2012/november/windows-with-c-the-evolution-of-synchronization-in-windows-and-c
정성태

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