智能指针线程安全问题

Posted 2023-02-21

参考技术A 智能指针是线程安全的吗？（以shared_ptr为例）

      前一阶段面试被别人问到了，第一反应是和普通对象一样，读安全写不安全。其实当时也没有细想，只是当作一个八股文记录下来，其实细细想来，知道其内部原理，发现就迎刃而解了。

先看网上大佬们的结论： boos关于shared_ptr的shared_ptr_thread_safety ，里面提到一些线程不安全的场景的example。也可以参考网上的一些图片好理解 为什么多线程读写 shared_ptr 要加锁？ 由于shared_ptr的操作主要含有两个步骤：复制指针和引用计数加一，所以这两步在多线程中会有问题。所以对于多线程读写shared_ptr结论是：

      但是在shared_ptr中，那个引用计数会存在线程安全问题吗？我们都知道其内部是一个指针加一个计数器，在源码里面，其实临界区就是这两个了。

内部本身没啥变量，看看基类， 基类有两个变量，也就是一个指针，一个引用计数，__shared_ptr_access这个我们先不看，我们先看两个变量。

我们可以看到两个变量 _M_ptr 和 _M_refcount ，其中可以发现引用计数多了一个宏 _Lp ， 这个到底是干嘛的，然后发现是个枚举（话说我也是第一次见到宏为枚举类型，一般不都是typename或者class吗，后续可以发现对同一个函数，根据模板的宏，定义不同的函数实现）如下：

其中哪些预定义的宏可以通过 gcc -E -dM - </dev/null 查看，看到结果都为1，表明此处默认用的是原子操作。先继续看看这个 __shared_count 这个类，以及其成员变量_M_pi 的类型是 _Sp_counted_base ，但是默认new出是一个派生类 _Sp_counted_ptr 。

看来这个_Sp_counted_base是最终的基类，可以看到模板的默认值是 __default_lock_policy ，上面提到默认值的情况下，是一个原子类型。并且可以看到其一些列操作都是原子操作，所以对于shared_ptr内部的引用计数是线程安全的。

shared_ptr内部的引用计数是原子的操作，所以是线程安全的。 以上是简单学习了一下，如果问题，还请大佬们指正。