线程安全

Posted 2020-09-30 zhaodun

对于多线程编程，很多人概念不清，写代码的时候要么是处处加锁，影响性能不说，还容易莫名其妙的死锁，还有人对多线程敬而远之。

所以学习多线程编程最重要的不是学习API,而是理解什么才是多线程安全的代码

从例子说起

#include <windows.h>
#include <process.h>

long global1 = 0;
volatile long global2 = 0;

class MyClass
{
public:
    MyClass() : m(0)
    {
        ++m;
    }

    int fun(int v)
    {
        return m+v; //-----------9
    }

    void set(int v)
    {
        m = v;   //-------------10
    }
    int m;
};

MyClass global_object; //-------------8

unsigned int __stdcall thread_fun1(void *param)
{
    static int static2 = 0;
    static MyClass static_object; //--------6
    int local1 = 0;
    
    ++local1;     //-------1
    ++static2;    //-------2
    ++global1;    //-------3
    ++global2;    //-------4
    InterlockedIncrement(&global1); //--------5

    local1 = global_object.fun(local1); //----------7

    global_object.set(local1); //---------------11

    return 0;
}


unsigned int __stdcall thread_fun2(void *param)
{
    ++global1;    //-------3
    ++global2;    //-------4
    InterlockedIncrement(&global1); //--------5

    global_object.set(1); //-----------11
    return 0;
}


int main()
{
    HANDLE thread1 = (HANDLE)_beginthreadex(0,0,&thread_fun1,0,0,0); //thread 1
    HANDLE thread2 = (HANDLE)_beginthreadex(0,0,&thread_fun1,0,0,0); //thread 2
    HANDLE thread3 = (HANDLE)_beginthreadex(0,0,&thread_fun2,0,0,0); //thread 3
    
    WaitForSingleObject(thread1,INFINITE);
    WaitForSingleObject(thread2,INFINITE);
    WaitForSingleObject(thread3,INFINITE);
    
    return 0;
}

　　

1.局部变量局部使用是安全的 为什么?因为每个thread 都有自己的运行堆栈，而局部变量是生存在堆栈中,大家不干扰。
所以代码1
int local1;
++local1;
是安全的

2.全局原生变量多线程读写是不安全的 全局变量是在堆(heap)中
long global1 = 0;
++global2;
++这个操作其实分为两部，一个是读，另外一个是写
 mov         ecx,global
 add         ecx,1
 mov         global,ecx
所以代码3处是不安全的

3.函数静态变量多线程读写也是不安全的 道理同2
所以代码2处也是不安全的

4.volatile能保证全局整形变量是多线程安全的么
不能。
volatile仅仅是告诫compiler不要对这个变量作优化，每次都要从memory取数值，而不是从register
所以代码4也不是安全

5.InterlockedIncrement保证整型变量自增的原子性
所以代码5是安全的

6.function static object的初始化是多线程安全的么
不是。
著名的Meyer Singleton其实不是线程安全的
Object & getInstance()
{ 
     static Object o;
     return o;
}
可能会造成多次初始化对象
所以代码6处是不安全的

7.在32机器上，4字节整形一次assign是原子的
比如
i =10; //thread1
i=4; //thread2
不会导致i的值处于未知状态,要么是10要么是4


写好多线程安全的法宝就是封装，使数据有保护的被访问到
安全性：

局部变量>成员变量>全局变量