线程间共享数据的问题

线程间共享数据的问题

• 多线程共享数据的问题多由数据改动引起
• 破坏数据结构不变量的恶性条件竞争是会引起问题的
• 解决的方式有,控制对数据结构的访问,有互斥实现,还有修改数据结构的设计及其不变量,由一连串不可拆分的改动完成.这通常被称为无锁编程,还有一种事务的方法,核心思想是单独操作然后一步提交
• 互斥,通过标记访问数据结构的所有代码,令各种线程在其上相互排斥,实现是利用锁mutex实现
• 为了防止忘记解锁,使用lock_guard,它使用了RAII的手法
• 运用互斥保护的代码应该不要往外界传出指向要保护数据的指针
• 要发现接口固有的条件竞争,如statck的top和pop,重新设计接口是唯一的解决方案
• 举例,线程安全的栈

  #include <exception>
  #include <memory>
  #include <mutex>
  #include <stack>
  struct EmptyStack : std::exception
  {
    const char * what() const throw();
  };
  template<class T>
  class ThreadSafeStack
  {
    private:
        std::stack<T> data;
        mutable std::mutex m;
    public:
        ThreadSafeStack(){}
        ThreadSafeStack(const ThreadSafeStack & other)
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(other.m);
            data = other.data;
        }
        ThreadSafeStack & operator=(const ThreadSafeStack&) = delete;
        void push(T newValue)
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
            data.push(std::move(newValue));
        }
        std::shared_ptr<T> pop()
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
            if(data.empty()) throw EmptyStack();
            std::shared_ptr<T> const res(std::make_shared<T>(data.top()));
            data.pop();
            return res;
        }
        void pop(T& value)
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
            if(data.empty()) throw EmptyStack();
            value = data.top;
            data.pop();
        }
        bool empty() const
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
            return data.empty();
        }
  }