c++ - 另一个线程的调试实例改变了我的数据

Question

我有一个庞大的全局结构数组。数组的某些区域与单独的线程相关联，并且这些线程可以修改它们的数组区域而无需使用临界区。但是数组中有一个特殊区域，所有线程都可以访问。访问数组这些部分的代码需要小心使用临界区(每个数组元素都有自己的临界区)，以防止两个线程同时写入结构的任何可能性。

现在我有一个神秘的 bug，我正试图追踪它，它的发生是不可预测的，而且发生的频率非常低。似乎其中一个结构被一些不正确的数字填充。一个明显的解释是另一个线程意外地被允许设置这个数字，而它应该被排除在外。

不幸的是，跟踪这个错误似乎几乎是不可能的。每次出现坏数据的数组元素都不一样。我希望能够做的是为错误设置某种陷阱，如下所示:我将进入数组元素 N 的临界区，然后我知道没有其他线程应该能够触及数据，然后(直到我退出关键部分)为调试工具设置某种标志，说“如果任何其他线程试图更改此处的数据，请中断并向我显示有问题的源代码补丁”......但我怀疑不存在这样的工具。 .. 或者是吗？或者我应该采用一些完全不同的调试方法。

Answer 1

用一个透明的互斥类包装你的数据怎么样？然后您可以应用额外的锁定状态检查。

class critical_section;

template < class T >
class element_wrapper
{
public:
    element_wrapper(const T& v) : val(v) {}
    element_wrapper() {}
    const element_wrapper& operator = (const T& v) {
#ifdef _DEBUG_CONCURRENCY 
        if(!cs->is_locked())
            _CrtDebugBreak();
#endif
        val = v;
        return *this;
    }
    operator T() { return val; }
    critical_section* cs;
private:
    T val;
};

至于关键部分的实现:

class critical_section
{
public:
    critical_section() : locked(FALSE) {
        ::InitializeCriticalSection(&cs);
    }
    ~critical_section() {
        _ASSERT(!locked);
        ::DeleteCriticalSection(&cs);
    }
    void lock() {
        ::EnterCriticalSection(&cs);
        locked = TRUE;
    }
    void unlock() {
        locked = FALSE;
        ::LeaveCriticalSection(&cs);
    }
    BOOL is_locked() {
        return locked;
    }
private:
    CRITICAL_SECTION cs;
    BOOL locked;
};

实际上，除了自定义 critical_section::locked 标志，还可以使用 ::TryEnterCriticalSection(如果成功，后面跟着 ::LeaveCriticalSection ) 以确定是否拥有关键部分。不过，上面的实现几乎一样好。

所以适当的用法是:

typedef std::vector< element_wrapper<int> > cont_t;

void change(cont_t::reference x) { x.lock(); x = 1; x.unlock(); }

int main()
{
    cont_t container(10, 0); 

    std::for_each(container.begin(), container.end(), &change);
}