常问面试题---线程安全

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

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