在多线程环境中使用auto_ptr交换对象是安全的，不需要锁定

Safe to use auto_ptr to swap objects without locking in multithreaded environment?

本文关键字：安全 对象 锁定 不需要 交换 ptr 环境 多线程 auto      更新时间：2023-10-16

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体，许多线程非常频繁地以只读方式访问它。这个结构体需要周期性地重写，为了避免锁争用，我想知道使用auto_ptr是否安全，基本上允许已经获得引用的线程继续处理直到它们完成，但允许编写器复制结构体，重写它并快速交换指针与结构体的新auto_ptr实例。

我从Java的CopyOnWriteArrayList中得到了这个想法，并希望在c++中执行类似的性能。

std::auto_ptr在调用非const成员(如reset())时没有任何线程安全保证。此外，std::unique_ptr也没有，你应该考虑作为auto_ptr的替代品，因为auto_ptr已经被有效地弃用了。

std::shared_ptr 提供了这样的线程安全保证。

对于shared_ptr，您通常可以保证的是引用计数以原子方式进行操作，这意味着在创建shared_ptr的副本时，如果当前没有人正在修改shared_ptr，则不会出现数据竞争。

考虑以下shared_ptr用例。你有一个全局的shared_ptr<string> sharedString;，它当前指向std::string的一个实例。对于许多线程来说，调用get()来获取指向该字符串的指针是安全的。它们也可以创建自己的共享指针，如:shared_ptr<string> myString = sharedString;，前提是没有人改变共享指针指向的对象。

现在，让我们回过头来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，线程可能正在创建它的副本——这是一个问题，因为它可能使副本处于不一致的状态。因此，我们必须确保我们自动地修改和复制它。

幸运的是，shared_ptr提供了许多c++ 11原子操作的专门化:atomic_load、atomic_store和atomic_exchange。

复制shared_ptr时使用atomic_load，更新shared_ptr时使用atomic_store。

这样做很重要，原因有二。

    atomic_*操作提供了一种线程安全的方式来复制共享指针。
  1. 复制意味着当全局共享指针被改变时，你的副本仍然指向旧的字符串，所以你的代码不必担心当它不期望它改变时它所操作的数据。
现在，重要的是要注意，在shared_ptr上使用线程安全操作并不为它所指向的类型提供任何线程安全。您必须始终注意所指向的对象是以线程安全的方式使用的。

可以使用reset()动态地重新赋值auto_ptr对象，顺便说一下，它会破坏先前指向的对象实例。

然而，auto_ptr被unique_ptr弃用了，unique_ptr有一个swap()函数，似乎可以满足你的要求。

请记住，这些类不是线程安全的。

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