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c++ - 互斥体能否在不显式保护对象的情况下确保对象的线程可见性？

coder 2024-02-15 原文

考虑以下代码，尽管线程都引用相同的指针，但线程是否可能以不同的方式查看对象的状态？

using namespace std;

class ProducerAndConsumer{

  class DummyObject {
  public:
    DummyObject() {
      sprintf(a, "%d", rand());
    }
  private:
    char a[1000];
  };

  mutex queue_mutex_;
  queue<DummyObject *> queue_;
  thread *t1, *t2;

  void Produce() {
    while (true) {
      Sleep(1);
      // constructing object without any explicit synchronization
      DummyObject *dummy = new DummyObject();
      {
        lock_guard<mutex> guard(queue_mutex_);
        if (queue_.size() > 1000) {
          delete dummy;
          continue;
        }
        queue_.push(dummy);
      }
    }
  }

  void Consume() {
    while (true) {
      Sleep(1);
      DummyObject *dummy;
      {
        lock_guard<mutex> guard(queue_mutex_);
        if (queue_.empty())
          continue;
        dummy = queue_.front();
        queue_.pop();
      }
      // Do we have dummy object's visibility issues here?
      delete dummy;
    }
  }

 public:

  ProducerAndConsumer() {
    t1 = new thread(bind(&ProducerAndConsumer::Consume, this));
    t2 = new thread(bind(&ProducerAndConsumer::Produce, this));
  }

};

你能说这个例子是线程安全的吗？互斥量是否强制缓存垃圾？互斥量是否提供比内存屏障和原子操作更多的功能？

最佳答案

Considering the following code, is it possible that the threads may see the state of an object differently, despite they both refer by the same pointer?

回答:没有。

说明:获取一个互斥量是一个acquire操作，释放它是一个release操作。

当 dummy 被推送到队列中时，构造必须在推送之前进行，以便从推送线程的角度保持正确的顺序。互斥量的后续释放将确保发出栅栏以使队列的内容(以及您在此之前更改的所有其他数据)对其他线程可见。

类似地，在消费者线程中，从队列中分配给 dummy 的顺序将从该线程的角度正确排序。互斥量的获取将确保DummyObject中的内存是有效的。

来自 §1.10.7 的支持引述:

A synchronization operation without an associated memory location is a fence and can be either an acquire fence, a release fence, or both an acquire and release fence.

...

For example, a call that acquires a mutex will perform an acquire operation on the locations comprising the mutex. Correspondingly, a call that releases the same mutex will perform a release operation on those same locations.

关于c++ - 互斥体能否在不显式保护对象的情况下确保对象的线程可见性？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/35128267/

互斥体能DummyObjectqueuec++multithreading

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