文章目錄
裸指針線程安全問題
使用普通裸指針造成的問題
#include <iostream>
#include <memory>
#include <thread>
using namespace std;
class A
{
public:
A() { cout << "A()" << endl; }
~A() { cout << "~A()" << endl; }
void funA()
{
cout << "A的一個非常好用的一個方法" << endl;
}
};
void hander01(A *p)
{
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
p->funA();
}
int main()
{
A *p = new A();
thread t1(hander01,p);
delete p;
t1.join();
}
運行結果：
A()
~A()
A的一個非常好用的一個方法
A在析構完成之後還可以調用A的方法，這個操作是極其不安全的一個操作的，所以我們可以使用強弱智能指針來使得操作變得安全起來。
shared_ptr 和 weak_ptr的解決問題
#include <iostream>
#include <memory>
#include <thread>
using namespace std;
class A
{
public:
A() { cout << "A()" << endl; }
~A() { cout << "~A()" << endl; }
void funA()
{
cout << "A的一個非常好用的一個方法" << endl;
}
};
void handler01(weak_ptr<A> q)
{
//需要檢測對象A是否存活
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
shared_ptr<A> ptmp = q.lock();
if (ptmp != nullptr)
{
ptmp->funA();
}
else
{
cout << "A對象已經析構" << endl;
}
}
int main()
{
{
shared_ptr<A> p(new A());
thread t1(handler01, weak_ptr<A>(p));
t1.detach();
}
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));
}
運行結果：
A()
~A()
A對象已經析構
shared_ptr的線程安全問題
智能指針shared_ptr本身（底層實現原理是引用計數）是線程安全的
智能指針的引用計數在手段上使用了atomic原子操作，只要shared_ptr在拷貝或賦值時增加引用，析構時減少引用就可以了。首先原子是線程安全的，所有智能指針在多線程下引用計數也是安全的
智能指針指向的對象的線程安全問題，智能指針沒有做任何保障
對於智能指針shared_ptr的引用計數本身是安全且無鎖的，但對象的讀寫則不是，因爲 shared_ptr 有兩個數據成員，一個是指向的對象的指針，還有一個就是我們上面看到的引用計數管理對象，當智能指針發生拷貝的時候，標準庫的實現是先拷貝智能指針，再拷貝引用計數對象（拷貝引用計數對象的時候，會使use_count加一），這兩個操作並不是原子操作，隱患就出現在這裏。
比如A線程在拷貝智能指針，因爲不是原子操作，恰好進行線程切換，導致沒有及時調用引用計數，另一個線程B把上一線程被拷貝的指針指向了新的智能指針，此操作把拷貝智能指針，再拷貝引用計數都做完了，那麼之前的引用計數減爲了0，指針是否.此時切換到線程A，開始調用引用計數，調用的就是已經切換後B指針的引用計數，但A指針的指向還是最初指針的懸掛指針。
如果還不明白，引用一下陳碩老師的例子：
地址點擊打開鏈接
多線程編程中的三個核心概念
（1）原子性的舉例
這一點，跟數據庫事務的原子性概念差不多，即一個操作（有可能包含有多個子操作）要麼全部執行（生效），要麼全部都不執行（都不生效）。
關於原子性，一個非常經典的例子就是銀行轉賬問題：比如A和B同時向C轉賬10萬元。如果轉賬操作不具有原子性，A在向C轉賬時，讀取了C的餘額爲20萬，然後加上轉賬的10萬，計算出此時應該有30萬，但還未來及將30萬寫回C的賬戶，此時B的轉賬請求過來了，B發現C的餘額爲20萬，然後將其加10萬並寫回。然後A的轉賬操作繼續——將30萬寫回C的餘額。這種情況下C的最終餘額爲30萬，而非預期的40萬。
（2）可見性的舉例
可見性是指，當多個線程併發訪問共享變量時，一個線程對共享變量的修改，其它線程能夠立即看到。可見性問題是好多人忽略或者理解錯誤的一點。
CPU從主內存中讀數據的效率相對來說不高，現在主流的計算機中，都有幾級緩存。每個線程讀取共享變量時，都會將該變量加載進其對應CPU的高速緩存裏，修改該變量後，CPU會立即更新該緩存，但並不一定會立即將其寫回主內存（實際上寫回主內存的時間不可預期）。此時其它線程（尤其是不在同一個CPU上執行的線程）訪問該變量時，從主內存中讀到的就是舊的數據，而非第一個線程更新後的數據。
這一點是操作系統或者說是硬件層面的機制，所以很多應用開發人員經常會忽略。
（3）順序性舉例
順序性指的是，程序執行的順序按照代碼的先後順序執行。處理器爲了提高程序整體的執行效率，可能會對代碼進行優化，其中的一項優化方式就是調整代碼順序，按照更高效的順序執行代碼。講到這裏，有人要着急了——什麼，CPU不按照我的代碼順序執行代碼，那怎麼保證得到我們想要的效果呢？實際上，大家大可放心，CPU雖然並不保證完全按照代碼順序執行，但它會保證程序最終的執行結果和代碼順序執行時的結果一致。
總結
如果你能保證不會有多個線程同時修改或替換指針指向的對象，不用加鎖是完全沒有問題的。
如果希望在多個線程使用同一個對象的智能指針，可以讓每個線程使用這個指針的不同副本或者使用鎖保護這個指針。
解決辦法-加入鎖機制
使用互斥鎖對多線程讀寫同一個shared_ptr進行加鎖操作（多個線程訪問同一資源時，爲了保證數據的一致性，最簡單的方式就是使用 mutex（互斥鎖））