Question

我知道标准库中的容器不是线程安全的。我以前认为类型为std::list的容器不能同时被多个线程访问（其中一些可能会修改容器）。但现在似乎还有更多的东西比满足眼睛;更微妙的东西，不那么明显的东西，至少对我而言。

例如，考虑这个函数接受第一个参数按值：

void log(std::string msg, severity s, /*...*/) 
{
   return; //no code!
}

这是线程安全的吗？

首先，它似乎是线程安全的，因为函数体不访问共享的可修改的资源，因此是线程安全的。第二个想法是，在我调用这样一个函数时，会创建一个std::string类型的对象，这是第一个参数，我认为这个对象的构造不是线程安全的，因为它内部使用std::allocator，我认为这不是线程安全的。因此，调用这样的函数也不是线程安全的。但如果它是正确的，那么这个怎么样：

void f()
{
   std::string msg = "message"; //is it thread-safe? it doesn't seem so!
}

我是对的吗？我们可以在多线程程序中使用std::string（或在内部使用std::allocator的任何容器）吗？

我特别将容器称为局部变量，而不是共享对象。

我搜索谷歌并发现了许多类似的疑问，没有具体的答案。我面临与他相似的问题：

c++ allocators thread-safe?

请考虑C ++ 03和C ++ 11。

Answer 1

在C ++ 11中，std::allocator是线程安全的。从其定义：

20.6.9.1/6：备注：通过调用::operator new(std::size_t)
获取存储空间

以及::operator new的定义：

18.6.1.4：operator new和operator delete的库版本，全局operator new和operator delete的用户替换版本以及C标准库函数{{1} }，calloc，malloc和realloc必须由于来自不同线程的并发调用，不会引入数据争用（1.10）。

C ++ 03没有线程概念，因此任何线程安全都是特定于实现的;您必须参考您的实施文档，看看它提供了什么保证，如果有的话。由于您正在使用Microsoft的实现，this page表示从多个线程写入同一类的多个容器对象是安全的，这意味着free是线程安全的。

Answer 2

在C ++ 11中，这将针对默认分配器解决：

20.6.9.1分配者成员[allocator.members]

除了析构函数，默认分配器的成员函数   由于并发调用，不得引入数据竞争（1.10）   来自不同线程的那些成员函数。打电话给这些   分配或取消分配特定存储单元的函数   应该在一个总订单中发生，并且每个这样的解除分配调用   应在下一次分配（如果有的话）之前按此顺序发生。

如果要在不同的线程中使用，任何用户提供的分配器都必须保持相同的约束。

当然，对于该标准的早期版本，由于他们没有谈论多线程，因此没有任何说法。如果一个实现是支持多线程（尽可能多或多数），它将负责处理这些问题。类似于实现为C和C ++提供线程安全的malloc()（和其他库函数）的方式，即使最近之前的标准没有对此做出任何说明。

Answer 3

正如您可能已经想到的那样，不会有一个简单的是或否答案。但是，我认为这可能有所帮助：

http://www.cs.huji.ac.il/~etsman/Docs/gcc-3.4-base/libstdc++/html/faq/index.html#5_6

我引用逐字：

5.6 libstdc ++ - v3线程安全吗？

libstdc ++ - v3在以下所有方面都力求成为线程安全的   条件得到满足：

系统的libc本身是线程安全的，   gcc -v报告除'single'以外的线程模型，   [仅限3.3之前]对于所讨论的体系结构，存在atomicity.h的非泛型实现。

Answer 4

在调用std::string期间复制log时，分配器可能是线程安全的（在C ++ 11中是必需的），但是副本本身不是。因此，如果在发生复制时有另一个线程改变源字符串，则这不是线程安全的。

如果变异线程重新分配（例如通过附加新字符）或删除字符串，您可能会在变异之前和之前的另一半之后结束一半的字符串，或者甚至可能最终访问解除分配的内存，而副本仍在进行中。

OTOH，...

std::string msg = "message";

...如果您的分配器是线程安全的，则是线程安全的。

标准容器作为多线程应用程序中的局部变量

4 个答案: