Question

在 C 程序中考虑以下情况。我们有一组函数，让通用的函数

 void needs_param (void * param, ...);

，它取决于某个参数param的值。参数param由函数计算，例如

 void compute_param (..., void * param);

我们希望尽可能地将param（类型，大小，值，...）的细节隐藏到调用者，其中调用者是一个使用函数的函数{{ 1}}和compute_param。如果您可以自由修改needs_param和needs_param，如何最有效和线程安全实现？

我已考虑并排除了以下可能性：

a：因为我们可以自由修改compute_param，所以一种方法是传递needs_param及其参数而不是gen_param，并让param计算needs_param。但是param计算成本很高，并且需要多次作为其他函数的参数。

b：我们可以将param实现为

compute_param

但是，这不是线程安全的，使用void * compute_param (...) { static param_type param = ... return &param; }我们必须保护呼叫

openmp

会严重影响线程程序的性能。

C：一种解决方案是使用malloc / free

#pragama omp critical
{
    void * param = compute_param (...)
}

通过释放分配的内存来加重调用者的负担，同时由于堆内存昂贵而效率低下。

d：使用void compute_param (..., void * param) { param = malloc (sizeof (param_type)); .... *param = ... }，例如

alloca

，需要有关调用者空间中void * param = alloca (param_size); compute_param (..., param); ... needs_param (param, ...);大小的信息，我们希望隐藏这些信息。

你有什么建议吗？

Answer 1

我建议你使用一种称为“不透明指针”的解决方案。例如，它广泛用于Windows内核世界中，以隐藏来自调用者的对象。

首先定义指针类型typedef void* pobject;。

然后，您只能在程序中以这种方式操纵对象。许多函数如pobject create_object()，use_object(pobject)和free_object(pobject)都使用此技术。

要确保可以安全地操作对象，请在对象本身中添加互斥锁。您还可以添加第一个成员，对象的大小，以快速检查对象的性质（是否被其他人操纵？）。

然后，在函数中，您确实定义了像typedef struct { } object_int, *pobject_int这样的对象。在每个操作它的函数中，只需将不透明指针从pobject转换为pobject_int。

它确实会强制您使用堆，但如果您不想与调用者共享有关对象的任何信息，那么这是最合适的解决方案。