Question

如果我理解C ++编译器如何处理局部变量，那么IsShutdownInProgress()不需要任何锁定，因为shutdownInProgress静态变量将放在堆栈上。我是对的吗？

class MyClass
{
    private:
        // Irrelevant code commented away
        static pthread_mutex_t mutex;
        static bool shutdownInProgress;
    public:
        static void ShutdownIsInProgress()
        {
            pthread_mutex_lock(mutex);
            shutdownInProgress = true;                  
            pthread_mutex_unlock(mutex);
        }

        static bool IsShutdownInProgress()
        {
            // pthread_mutex_lock(mutex);
            // pthread_mutex_unlock(mutex);
            return shutdownInProgress;
        }
}

Answer 1

我说错了吗？

没有。这将使它的副本返回;但阅读它以使该副本不同步将产生数据竞争，具有未定义的行为。您需要在锁定互斥锁的情况下制作本地副本：

static bool IsShutdownInProgress()
{
    pthread_mutex_lock(mutex);
    bool result = shutdownInProgress;
    pthread_mutex_unlock(mutex);
    return result;
}

或者，使用不太容易出错的RAII锁定类型：

static bool IsShutdownInProgress()
{
    lock_guard lock(mutex);
    return shutdownInProgress;
}

在C ++ 11中，您可以考虑使用std::atomic<bool>从多个线程访问简单类型，以便更方便，也许更有效。

Answer 2

竞争条件与变量是位于堆上还是堆栈上无关。竞争条件是一个线程正在修改变量（内存位置）而另一个线程正在读取或修改同一个变量。无法保证bool的修改是原子的，因此发布的代码具有竞争条件，因此未定义的行为。

修复是在保持互斥锁时存储bool的值并返回变量：

static bool IsShutdownInProgress()
{
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    bool result = shutdownInProgress;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    return result;
}

c ++ 11引入了可以使用的std::mutex和std::lock_guard，使用lock_guard将避免要求临时变量存储bool值回报：

static std::mutex mtx_;
static bool IsShutdownInProgress()
{
    std::lock_guard<std::mutex> lk(mtx_);
    return shutdownInProgress;
}

c ++ 11还引入了std::atomic<>，它将确保修改是原子的，并且无需显式锁定：

static std::atomic<bool> shutdownInProgress;
static bool IsShutdownInProgress()
{
    return shutdownInProgress;
}

如果{+ 3}}的c ++ 11不可用，则在v1.53.0中引入，而且boost也具有等效的boost::atomic。

Answer 3

是的，需要锁定

C ++ 11的内存模型声明如果有任何线程在读取它的同时写入一个值，那么你就有数据竞争。这是因为读取和/或写入都可能不是原子的。

在这种情况下，您将从函数返回一个本地，但是为了获得该本地，编译器需要复制shutdownInProgress中的值，该值可能被另一个调用ShutdownIsInProgress()的线程同时更改。

解决此问题的一种简单方法是使shutdownInProgress成为原子：

static std::atomic<bool> shutdownInProgress;

如果你使它成为原子，你根本不需要任何锁定

返回对象值时的互斥锁

3 个答案: