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c++ - 获取当前日期/时间在 C++20 中是线程安全的吗？

coder 2023-11-13 原文

小问题

在 C++17 之前，C++ 没有提供线程安全的方法来获取当前时间或日期。这会在 C++20 中修复吗？

长问题

获取当前时间和日期的唯一可移植方法是使用 std::gmtime 或 std::localtime 函数。这些函数是 C 语言早期的残余，将自实现定义纪元以来的给定时间转换为日历时间(例如，1515153600 转换为 Fri, 05 Jan 2018 12:00:00 GMT)。然而，唯一的缺点是这些函数返回一个指向内部静态变量的指针并且不是线程安全的。更糟糕的是，这个静态变量可能会被所有相关函数共享，例如 std::gmtime、std::localtime 和 std::ctime，并且可能会在每次调用这些函数时被覆盖。因此，如果您正在使用线程并希望定期检查时间，您可能会面临数据竞争和未定义行为的风险。

显然，当前的标准在这方面已被打破。 C++ 标准委员会是否采取了任何措施来解决这种情况，以及将其包含在 C++20 中的可能性有多大？

最佳答案

Howard Hinnant 的 date library 是 C++20 即将推出的内容。它是通过 p0355r4 提出的并于 2017 年 11 月批准用于 C++20。它是线程安全的吗？不幸的是，文档和提案似乎都没有明确说明这一点。但是，某些函数(如 get_tzdb_list)明确表示具有“线程安全”。您最好的选择是在 gitter 中询问 Hinnant 本人聊天。然而，讨论在 Why is there no C++11 threadsafe alternative to std::localtime and std::gmtime?似乎暗示它是线程安全的(即使它从未明确说过)。作为尼可波拉斯 points out您可以将它包装在互斥锁后面。

If it doesn't you can again get data races and hence undefined behavior. If you're coding on large projects where coding work is divided into teams, you have to continously remind everyone that they should not (!) use the functions provided by the C++ standard, but use your own wrapper instead (or risk undefined behavior).

在浅层次上，这就是代码审查的目的。 Facebook对于初级开发人员来说有这个问题，他们一遍又一遍地犯同样的错误。如果您的团队有“奇怪的反复出现的错误”，您需要以某种方式解决它(比如向 linter 添加检查:想到 Clang)。

在更直接的层面上，Google就是这方面的缩影。他们遇到的问题是使用 string 的旧 COW 实现并切换到基于 SSO 的 string。但是，由于他们依赖于使用基于 COW 的 string 的第三方库，因此他们需要在其代码库中同时支持这两者。告诉开发人员使用 Google 包装器是徒劳的。开发人员提出的解决方案是使用带有内联命名空间 的 hack。有点极端，但如果您要处理类似的大型代码库，它就可以解决问题。

C++20获取当前时间的线程安全代码

#include <chrono>
#include <format>
#include <iostream>

int
main()
{
    using namespace std;
    using namespace std::chrono;

    auto now = system_clock::now();
    cout << format("{:%F %T %Z}", now) << '\n';
    cout << format("{:%F %T %Z}", zoned_time{current_zone(), now}) << '\n';
    cout << format("{:%F %T %Z}", zoned_time{"Australia/Sydney", now}) << '\n';
}

示例输出:

2022-06-09 01:14:31.844518 UTC
2022-06-08 21:14:31.844518 EDT
2022-06-09 11:14:31.844518 AEST

此示例使用 system_clock 获取 UTC 的当前时间，显示该时间，然后将该时间转换为我的计算机当前的本地时区和澳大利亚悉尼的当前时间。

所有这些都是线程安全的。您可以在多个线程中执行完全相同的代码，并且不会出现竞争条件。

免责声明:在我撰写本文时，并非所有平台都实现了 C++20 的这一部分。有关详细信息，请参阅您的 std::lib 的 C++20 状态页面。

关于c++ - 获取当前日期/时间在 C++20 中是线程安全的吗？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/48106291/

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