安全地使用动态内存之一

    某个内存区域，需要在分配空间并成功初始化之后才可以安全地使用。在一个线程中分配内存空间并初始化，其它线程中读或者写该内存空间。
    本来的思路是，读写内存时，如果指向该内存的指针为空，则不能使用，只有非空时，才可以使用。这思路本来不错。但是，如果不注意，也会存在一些问题：例如，代码如下：

MyStruct *ptr ; //全局指针变量

//某线程中的分配内存并初始化的代码
{
    ptr = (MyStruct *) malloc( sizeof(MyStruct) );
    if( NULL==ptr )
    {
        printf("Error");
        return;
    }
    MyStructInit(ptr);
}

//释放内存的代码
{
    if( NULL==ptr )
    {
        printf("Error");
        return;
    }
    free(ptr);
}

//另一个线程中的读写内存的代码
{
    if(NULL==ptr)
    {
        printf("Error");
        return;
    }
    //读写操作
}

    这段代码问题很多，我们一一来看：
    1、首先全局指针变量定义时未初始化，其值不确定，则可能在分配内存之前就为非NULL值了。如此一来，希望通过判断该变量是否为NULL来避免对未分配内存的访问，就无法实现了。应该在定义的同时就进行初始化：

MyStruct *ptr = NULL;

     2、我们继续来看内存的分配和初始化，内存分配之前并没有对全局指针变量进行判空操作。也就是说，如果之前曾经分配过内存，由于误用或者流程错误而再度调用该段代码时，该段代码并不能发现并给出警告。而在多线程环境中，如果代码能发现一些这样的错误，很有利于代码的调试。所以，应该在内存分配之前进行一次判断。

if( NULL!=ptr )//注意，这个也很重要，这可以避免内存的重复分配导致的内存泄露
{
    printf("Error");
    return ;
 }

     3、内存分配之后，要进行分配成功与否的判断，这很重要，因为内存分配并不是一定能成功的。但是，到此为止，也不是说内存分配和初始化就没有问题了。原因在于，内存分配之后，在对内存初始化之前，直接就赋值给了ptr。在多线程环境中，这样也是不安全的，因为在内存分配成功之后和内存初始化完成之前，有可能发生调度（linux中会吗？），这时候，ptr已经被赋值了，所以，另一个线程中通过判断ptr是否为NULL来进行的保护已经失效了，此时，就有可能去访问这个为被初始化的内存空间。
    可以改为如下方式：

//某线程中的分配内存并初始化的代码
{
    if( NULL!=ptr )
    {
        printf("Error");
        return ;
    }
    MyStruct *tmpPtr = (MyStruct *) malloc( sizeof(MyStruct) );
    if( NULL==tmpPtr )
    {
        printf("Error");
        return;
    }
    MyStructInit(tmpPtr);
    ptr = tmpPtr;
}

    4、同理，释放代码时，知道先判断代码是否已经释放，也很重要，避免内存的重复释放。当然，这要求在内存释放之后，要及时将ptr置为NULL。最开始给出的代码中，就没有置为NULL这步操作。那么，修改为如下形式，是否就可以了呢？

//释放内存的代码
{
    if( NULL==ptr )
    {
        printf("Error");
        return;
    }
    free(ptr);
    ptr=NULL;
}

    仍然，不行。
    5、因为free也是非线程安全的，而且在free之后，ptr置为NULL之前，另一线程有可能会去进行读写操作（linux中线程会发生这种情况？）。那会死，因为ptr尚未置为NULL，读写操作是可以进行的，但是实际上内存又已经free了。这会导致错误。代码，可作如下修改：

//释放内存的代码
{
    if( NULL==ptr )
    {
        printf("Error");
        return;
    }
    MyStruct *tmpPtr = ptr;
    ptr=NULL;
    free(tmpPtr);
}

    但是，这样是否就完全没有问题了呢？在单cpu中，这对线程来说，应该就是安全的了。但是，对于中断来说，则不能保证安全性。因为，赋值操作，并不一定是不可中断的，即使赋值操作是不可中断的，那之后的那些操作也是可中断的。所以，如果是中断和线程或者其它中断要共享某资源，是不能用这种方法进行互斥访问的。
    另外，在多cpu系统中，上面的互斥原理，可能也不能行得通。原因就在于，通过这样一个全局变量去进行互斥保护另一资源，可能行不通。因为，判断ptr为非空后，继续操作时，并没有对资源进行锁定。
    总之，这种使用一个全局变量进行安全保护的思路，还需要进一步探讨。