析构函数和线程安全

Destructor and thread safety

本文关键字：安全 线程 析构函数      更新时间：2023-10-16

我想创建一个线程安全类，其中包含将元素插入列表的方法。 当其中一个线程销毁实例时，我希望处理列表中的消息，同时防止其他线程插入其他消息。

思路如下：

MyClass{
...
public:
...
void send(string s){
lock_guard<mutex> lock(m); 
my_list.push_back(s);
}
~MyClass(){
lock_guard<mutex> lock(m); 
for(string s:my_list)
process(s);
}
}

同步是否正确？

对于方法send我添加了锁，以便多个线程可以以安全的方式调用它。

至于析构函数的问题，线程是否有可能在锁释放和实例的实际销毁之间调用send？ 即for(以及随后的lock_guard销毁(是在实际销毁之前执行的最后一个指令，还是在执行析构函数后可能会出现竞争条件？

你可以拆分你的类：

class MyClass
{
public:
void send(const std::string& s){
lock_guard<mutex> lock(m); 
my_list.push_back(s);
}
void process_all_messages()
{
lock_guard<mutex> lock(m);
for (const string& s : my_list)
process(s);
//my_list.clear();
}
void process(const std::string& s);
// ... mutex, list, ...
};

并在上面有一个包装纸

class MyClassPerTHread
{
public:
explicit MyClassPerTHread(std::shared_ptr<MyClass> ptr) : ptr(ptr) {}
~MyClassPerTHread(){ ptr->process_all_messages(); }
// MyClassPerTHread(const MyClassPerTHread&);
// MyClassPerTHread(MyClassPerTHread&&);
// MyClassPerTHread& operator=(const MyClassPerTHread&);
// MyClassPerTHread& operator=(MyClassPerTHread&&);
void send(const std::string& s) { ptr->send(s); };
private:
std::shared_ptr<MyClass> ptr;
};

所以在main，你创建了一个std::shared_ptr<MyClass>的实例。 您将其传递给每个线程，然后将其包装在MyClassPerTHread中。

销毁MyClassPerTHread后，您可以按预期处理消息。

不过，您可能希望调整MyClassPerTHread以进行移动/复制。

你在这里有一个很好的直觉;析构函数中的lock_guard根本没有任何好处。

原因如下： 按照这种编写方式，任何对send()的调用都必须在创建~MyClass()lock_guard之前完成——否则消息将无法得到处理，send()很可能在销毁完成后使用 m 和 my_list，从而导致未定义的行为。send()的调用者无法确保这种情况发生，只能确保在~MyClass()开始之前完成对send()的所有调用。

这没关系。大多数类都有(或应该有(客户端序列化销毁的要求。也就是说，客户端必须确保在调用~MyClass()之前完成send()的所有调用方。事实上，除非另有说明，否则所有标准库类都有此要求。有些类故意不需要这样做;这很好，但有些异国情调。

幸运的是，这对客户来说并不难做到;他们可以使用shared_ptr或其他东西，正如Jarod42所建议的那样。

tl;博士：

线程是否有可能在锁定释放和实例的实际销毁之间调用 send ？

是的！记录如果他们这样做并摆脱析构函数中的锁，这是客户端错误。

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