c++ - 在多线程环境中使用 auto_ptr 交换对象而不锁定是安全的吗？

Question

我在堆上分配了一些数据结构，它们很少被修改但需要快速读取访问。一个例子是在堆上分配的结构，许多线程以只读方式非常频繁地访问它。需要定期重写此结构并避免锁定争用我想知道使用 auto_ptr 是否安全基本上允许已获取引用的线程继续处理直到它们完成writer 创建结构的拷贝，重写它并快速与结构的新 auto_ptr 实例交换指针。

我从 Java 中的 CopyOnWriteArrayList 得到这个想法，并希望在 C++ 中执行类似的性能。

Answer 1

std::auto_ptr 在调用非常量成员(例如 reset() )时没有任何线程安全保证正如你所建议的。此外， std::unique_ptr 也没有您应该将其视为 auto_ptr 的替代品作为auto_ptr已被有效弃用。

std::shared_ptr 确实提供了这样的线程安全保证。

shared_ptr 通常可以保证什么是引用计数是以原子方式操作的，这意味着您在创建 shared_ptr 的拷贝时不会发生数据竞争。 ，前提是目前没有人在修改 shared_ptr就在那一刻。

为您的 shared_ptr 考虑以下用例.你有一个全局 shared_ptr<string> sharedString;当前指向 std::string 的一个实例.许多线程调用 get() 是安全的检索指向字符串的指针。他们也可以像这样创建自己的共享指针:shared_ptr<string> myString = sharedString; ，前提是没有人改变共享指针指向的内容。

现在，让我们返回并修复示例中存在的竞争条件。当需要更改全局共享指针指向的内容时，线程可能正在制作它的拷贝——这是一个问题，因为它可能使拷贝处于不一致的状态。因此，我们必须确保以原子方式更改和复制它。

幸运的是，shared_ptr提供了一些 C++11 原子操作的特化: atomic_load , atomic_store , 和 atomic_exchange .

复制 shared_ptr 时, 使用 atomic_load ，并在更新 shared_ptr 时, 使用 atomic_store .

这样做很重要，原因有二。

1. atomic_* 操作为您提供了一种线程安全的方式来复制共享指针。
2. 制作拷贝意味着当全局共享指针更改时，您的拷贝仍指向旧字符串，因此您的代码不必担心它所操作的数据在不期望的情况下发生更改。

现在，重要的是要注意在 shared_ptr 上使用线程安全操作不为其指向的类型提供任何线程安全。您始终必须注意所指向的对象是否以线程安全的方式使用。