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2006-12-14 14:29:11

 
 
对于多线程编程,很多人概念不清,写代码的时候要么是处处加锁,影响性能不说,还容易莫名其妙的死锁,还有人对多线程敬而远之。所以学习多线程编程最重要的不是学习API,而是理解什么才是多线程安全的代码

从例子说起
#include <windows.h>
#include 
<process.h>

long global1 = 0;
volatile long global2 = 0;

class MyClass
{
public:
    MyClass() : m(
0)
    {
        
++m;
    }

    
int fun(int v)
    {
        
return m+v; //-----------9
    }

    
void set(int v)
    {
        m 
= v;   //-------------10
    }
    
int m;
};

MyClass global_object; 
//-------------8

unsigned 
int __stdcall thread_fun1(void *param)
{
    
static int static2 = 0;
    
static MyClass static_object; //--------6
    int local1 = 0;
    
    
++local1;     //-------1
    ++static2;    //-------2
    ++global1;    //-------3
    ++global2;    //-------4
    InterlockedIncrement(&global1); //--------5

    local1 
= global_object.fun(local1); //----------7

    global_object.
set(local1); //---------------11

    
return 0;
}


unsigned 
int __stdcall thread_fun2(void *param)
{
    
++global1;    //-------3
    ++global2;    //-------4
    InterlockedIncrement(&global1); //--------5

    global_object.
set(1); //-----------11
    return 0;
}


int main()
{
    HANDLE thread1 
= (HANDLE)_beginthreadex(0,0,&thread_fun1,0,0,0); //thread 1
    HANDLE thread2 = (HANDLE)_beginthreadex(0,0,&thread_fun1,0,0,0); //thread 2
    HANDLE thread3 = (HANDLE)_beginthreadex(0,0,&thread_fun2,0,0,0); //thread 3
    
    WaitForSingleObject(thread1,INFINITE);
    WaitForSingleObject(thread2,INFINITE);
    WaitForSingleObject(thread3,INFINITE);
    
    
return 0;
}

 

1.局部变量局部使用是安全的
为什么?因为每个thread 都有自己的运行堆栈,而局部变量是生存在堆栈中,大家不干扰。
所以代码1
int local1;
++local1;
是安全的

2.全局原生变量多线程读写是不安全的
全局变量是在堆(heap)中
long global1 = 0;
++global2;
++这个操作其实分为两部,一个是读,另外一个是写
 mov         ecx,global
 add         ecx,1
 mov         global,ecx
所以代码3处是不安全的

3.函数静态变量多线程读写也是不安全的
道理同2
所以代码2处也是不安全的

4.volatile能保证全局整形变量是多线程安全的么
不能。
volatile仅仅是告诫compiler不要对这个变量作优化,每次都要从memory取数值,而不是从register
所以代码4也不是安全

5.InterlockedIncrement保证整型变量自增的原子性
所以代码5是安全的

6.function static object的初始化是多线程安全的么
不是。
著名的Meyer Singleton其实不是线程安全的
Object & getInstance()

     static Object o;
     return o;
}
可能会造成多次初始化对象
所以代码6处是不安全的

7.在32机器上,4字节整形一次assign是原子的
比如
i =10; //thread1
i=4; //thread2
不会导致i的值处于未知状态,要么是10要么是4

其它的大家自己去体会。

写好多线程安全的法宝就是封装,使数据有保护的被访问到
安全性:
局部变量>成员变量>全局变量

>
一些问题?

“使用new会在堆栈上分配”
——确切的说是堆(heap)上(当然重载new的行为者不一定)

“而直接声明变量会在堆上分配”
——全局域(如任何函数、类外定义的变量)和静态变量(如有static指示符的)分配(确切的说是映射)在静态存储区(大致可以认为和可执行代码运行时内存区域相当),动态分配发生在堆(heap)上(前提是没有重载new等分配操作符),局部变量在栈(stack)上分配

“堆比较小,而栈大”
——这么说有点没谱,大小不是堆和栈的区别,一般而言栈大小确定,栈一旦建立大小就固定了,因此会发生溢出,而堆则可以随时向操作系统申请更多,

“对于一些比较庞大的类对象,一般都要在堆栈上分配”
——由上一点可知,应该是“对于一些比较庞大的类对象,一般都要在堆而不是在栈上分配”

“堆栈的性能逊于堆的性能,小对象例如int阿什么的都是直接在堆上生成”
——本质上没什么性能差异,最多也就是由于堆上的内存总是只能通过指针和引用来访问,需要多做一次内存寻址而已

“每个线程有自己的独立的堆和栈。全局变量在公共堆上生成,所以不安全。而对线程独立的堆和栈,都是线程安全,互不相干的。”
——安全不安全全看该对象是否是“临界资源”(参看操作系统书籍),而不论是在哪里分配的,小明兄的一句话至为妥当:“其实不管在stack还是heap,说到底也不果是一个普通的内存地址,没特殊的地方,只要是多个thread不加锁的读写都会引起性能问题。”,当然小明兄所指“性能问题”肯定是笔误,我想他指的是“安全问题”先澄清一下名词
 
堆:heap
栈(堆栈):stack
并不是heap上面都是不安全的!
其实不管在stack还是heap,说到底也不果是一个普通的内存地址,没特殊的地方,只要是多个thread不加锁的读写都会引起性能问题。
 
 
使用多线程 锁是不可避免的。 锁为了达到数据的共享操作。很简单的 读写问题。 读的时候虽然不用加锁,因为读不会不安全,但会读到过时的东西。
 
 
 
 

 
 
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