shared_ptr.get() 是不是可以被多个线程调用，而另一个线程锁定并调用 shared_ptr.swap()？

Posted 2023-02-16

【中文标题】shared_ptr.get() 是不是可以被多个线程调用，而另一个线程锁定并调用 shared_ptr.swap()？

【英文标题】：Can shared_ptr.get() be called by multiple threads while another thread locks and calls shared_ptr.swap()?shared_ptr.get() 是否可以被多个线程调用，而另一个线程锁定并调用 shared_ptr.swap()？

【发布时间】：2014-09-01 04:14:32

【问题描述】：

我想知道使用 shared_ptr 是否安全。请原谅我的伪代码：

Thread 1:
do lock
ReadOnlyObj obj = make_shared<ReadOnlyObj>();
some_shared_ptr.swap(obj);
do unlock

Thread 2-N:
//no lock
some_shared_ptr->getterOnObj();

CPP 参考说

所有成员函数（包括复制构造函数和复制赋值）都可以由多个线程在 shared_ptr 的不同实例上调用而无需额外同步，即使这些实例是副本并共享同一对象的所有权。如果多个执行线程在没有同步的情况下访问同一个 shared_ptr 并且其中任何一个访问使用 shared_ptr 的非常量成员函数，则将发生数据竞争，可以使用原子函数的 shared_ptr 重载来防止数据竞赛。

但是，根据GNU docs：

Boost shared_ptr（在 GCC 中使用）具有巧妙的无锁算法来避免竞争条件，但这依赖于支持原子比较和交换指令的处理器。对于其他平台，有使用互斥锁的回退。 Boost（从 1.35 版开始）包括几种不同的实现，预处理器根据编译器、标准库、平台等选择一个。对于 libstdc++ 中 shared_ptr 的版本，编译器和库是固定的，这使得事情变得更加简单：我们有一个atomic CAS 或者我们没有，请参阅下面的锁定策略了解详细信息。

据我所知，intel x86_64 支持 CAS。

所以，对于我的问题：

shared_ptr::swap 是非常量的。 get 和 ->() 是常量。鉴于上面列出的使用场景，我是否也必须锁定 get/->？

【参考方案1】：

我想我自己在boost docs.找到了答案

//--- Example 3 ---

// thread A
p = p3; // reads p3, writes p

// thread B
p3.reset(); // writes p3; undefined, simultaneous read/write

我正在尝试做的是同时读取和写入，这是未定义/不安全的。

【讨论】：

没错。 shared_ptr 的内部同步适用于您有两个不同的shared_ptrs 指向具有共享内部引用计数的同一个共享对象的情况。它不适用于对同一 shared_ptr 的并发访问。

请注意，c++11 定义了atomics for shared_ptr<> too（它可能是也可能不是std::atomic_is_lock_free。所以有一个可能的解决方案不使用重量级（例如互斥锁）。