c++ - 从另一个线程访问具有自动存储持续时间的对象

Question

我偶然发现了这个问题:Thread access to stack of another thread .链接问题是关于纯 C 的，但我的主要语言是 C++，所以我试图找出相同的规则是否适用于 C++。

我在 C11 草案 N1570 中找到了这个部分:

6.2.4.5 An object whose identifier is declared with no linkage and without the storage-class specifier static has automatic storage duration, as do some compound literals. The result of attempting to indirectly access an object with automatic storage duration from a thread other than the one with which the object is associated is implementation-defined.

我相信 C++20 草案 N4810 的相应部分是 [basic.stc.auto] 并且它没有提到这种情况。 C++11 草案在这部分与 C++20 的文本完全相同。

在[intro.multithread]下我发现这句话有脚注:

Every thread in a program can potentially access every object and function in a program.

An object with automatic or thread storage duration (6.6.5) is associated with one specific thread, and can be accessed by a different thread only indirectly through a pointer or reference (6.7.2).

所以我假设在 C++ 中，从另一个线程访问具有自动存储持续时间的对象总是没问题的(直到对象的生命周期结束，当然如果没有数据竞争)。对吗？

Answer 1

您是对的，您为 C++ 引用的行有效地确定了 C++ 程序中的所有线程都看到相同的地址空间。 C++ 对象模型的基石之一是每个有生命的对象都有一个唯一的地址 [intro.object]/9 .基于[intro.multithread]/1 ，您可以将指向在一个线程的自动或线程本地存储中创建的对象的指针或引用传递给另一个线程，并从第二个线程访问该对象，只要保证该对象存在并且没有数据竞争……

有趣的是，C 标准似乎并未明确提供类似的保证。然而，不同的对象具有不同的地址，并且从程序中每个线程的角度来看，一个对象的地址相同这一事实似乎仍然是语言规则的隐含的、必然的结果。 C18 指定事件对象的地址不会改变 [6.2.4/2]，任何对象指针都可以与指向 void 的指针进行比较 [6.5.9/2]，并且两个指针当且仅当它们指向同一对象 [6.5.9/6] 时比较相等。存储类不是指针类型的一部分。因此，指向一个线程的自动存储中的对象的指针必须与指向另一个线程的自动存储中的某个其他对象的指针以及指向具有不同存储持续时间的某个对象的指针进行比较。并且无论哪个线程以何种方式从何处获得这些指针，在某个线程的自动存储中指向同一对象的任何两个指针都必须比较相等。因此，指针的值不可能真的在不同的线程中意味着不同的东西。即使给定线程是否可以通过指针实际访问另一个线程的自动存储中的对象可能是实现定义的，我也可以，例如，创建一个全局 void*，为其分配一个指针从一个线程到一个自动存储的对象，并且，在必要的同步下，让另一个线程观察这个指针并将它与其他指针进行比较。该标准向我保证，只有当我将它与指向同一对象的另一个指针进行比较时，比较才能为真，即，在另一个线程的自动存储中的同一对象，并且在这种情况下它必须为真......

我无法告诉您决定由实现定义的决定背后的确切理由，一个线程是否可以访问另一个线程的自动存储中的对象。但是可以想象一个假设的平台，例如，出于安全原因，只有为其分配堆栈的线程才能访问该堆栈的页面。我不知道有任何实际平台会出现这种情况。但是，操作系统可以轻松地做到这一点，即使是在 x86 上也是如此。 C 已经基于一些关于地址模型的可以说是非常强大的假设。我认为 C 标准委员会只是想避免在此之上添加任何更多限制是一个很好的猜测......