是c++中线程安全的默认复制构造函数

Is the default copy constructor thread-safe in c++?

本文关键字：默认 复制 构造函数 安全 c++ 线程      更新时间：2023-10-16
class CSample{
     int a;
     // ..... lots of fields
}
Csample c;

我们知道，Csample有一个默认的复制构造函数。当我这样做的时候:

Csample d = c

将发生默认复制构造函数。我的问题是:线程安全吗?因为当你做复制构造函数时，可能有人在另一个线程中修改了c。如果是，编译器是怎么做的?如果不是，我认为编译器不能保证复制构造函数是线程安全的，这是很可怕的。

c++中没有是线程安全的¹，除非明确指出。

如果你需要读取对象c，而它可能在另一个线程中被修改，你负责锁定它。这是一个一般规则，没有理由认为为了创建副本而读取它应该是一个例外。

注意，正在创建的副本不需要被锁定，因为没有其他线程知道它。只有源文件需要。

编译器本身不保证任何东西是线程安全的，因为99.9%的不需要是线程安全的。大多数东西只需要是可重入的。因此，在极少数情况下，您确实需要使某些东西线程安全，您必须使用锁(std::mutex)或原子类型(std::atomic<int>)。

你也可以简单地把对象设为常量，这样你就可以在不加锁的情况下读取它们，因为在创建之后没有任何东西在写它们。通常，使用常量对象的代码更容易并行化，也更容易理解，因为需要跟踪的状态较少。

请注意，在最常见的体系结构中，mov指令与int操作数恰好是线程安全的。在其他CPU类型上，甚至可能不是这样。因为编译器允许预加载值，所以c++中的整型赋值是而不是。

¹如果在相同的对象上并发调用一组操作，则认为是线程安全的²。在c++中，对同一对象并发调用任何修改操作和任何其他操作都是数据争用，这是UndefinedBehaviour™。

²需要注意的是，如果一个对象是"线程安全的"，那么它在大多数情况下并不能真正帮助你。因为如果一个对象保证在并发写入时总是读取新的或旧的值(c++允许当一个线程将int c从0更改为1000时，另一个线程可能会读取232)，那么大多数情况下这对您没有帮助，因为您需要在一致状态下读取多个值，为此您必须自己锁定它们。

³可重入意味着可以同时对不同的对象调用相同的操作。标准C库中有一些函数不是可重入的，因为它们使用全局(静态)缓冲区或其他状态。大多数都有可重入的变体(通常带有_r后缀)，标准c++库使用这些变体，因此c++部分通常是可重入的。

标准中的一般规则很简单:如果一个对象(和子对象(对象)被多个线程访问，和可以被任何线程修改，那么所有的访问都必须被修改同步。这有很多原因，但最重要的是最基本的一点是，最低级别的保护通常是最安全的粒度级别错误;添加同步原语只会使代码运行速度明显变慢，没有任何对用户来说真正的优势，即使是在多线程中环境。即使复制构造函数是"线程安全的"，除非这个物体是完全独立于其他物体的上下文中，您可能需要某种同步更高级别的原语。

和关于"线程安全":通常的意思有经验的从业者，它的对象/类/什么精确指定它保证了多少保护。精确的因为这样的低级定义，如您(和许多，许多)其他)似乎使用是无用的。中的各功能同步类通常是无用的。(Java做了这个实验，并且然后放弃了，因为他们在最初的保证他们的容器版本原来是昂贵的和一文不值。)

假设d或c在多个线程上被并发访问，这不是线程安全的。这将导致数据竞争，这是一种未定义的行为。

Csample d = c;

和

一样不安全
int d = c;

.

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