c++ - 对 std::atomic::load 的结果使用 Structure dereference(->) 运算符是否安全

Question

在尝试使用 std 原子指针时，我遇到了以下问题。假设我这样做:

std::atomic<std::string*> myString;
// <do fancy stuff with the string... also on other threads>

//A can I do this?
myString.load()->size()

//B can I do this?
char myFifthChar = *(myString.load()->c_str() + 5);

//C can I do this?
char myCharArray[255];
strcpy(myCharArray, myString.load()->c_str());

我很确定 C 是非法的，因为 myString 可能同时被删除。

但是我不确定 A 和 B。我认为它们是非法的，因为在执行读取操作时指针可能会被引用。

但是，如果是这种情况，您怎么能从可能被删除的原子指针中读取数据。由于加载是1步，数据的读取也是1步。

Answer 1

// A can I do this?
myString.load()->size()

是的，您可以，但是如果其他东西可能正在变异或破坏/取消分配 myString< 的快照所指向的 string，您确实会遇到竞争条件 你获得了积分。换句话说，原子检索指针后的情况与多个线程可能具有指针的任何 std::string 对象相同，除了...

原子 load 是否保证对 string 进行某些特定构造/更改的问题 - 可能由更新 myString 的线程执行指向您已经加载的指针的特定string 实例 - 将对您可见。默认是确保这一点，但你可能想要 read over this explanation memory_order 参数到 load()。请注意，不显式请求内存同步不会让您免受其他线程的变异/破坏。

因此，假设 myString() 依次指向 string 的 a、b，然后是 c，并且您的代码检索 &b... 只要 string b 未发生突变或破坏/取消分配当您调用 size() 时，一切正常。在调用 b 的 之前/期间/之后，myString() 可能会更新为指向 c 并不重要>.size().

退一步说，程序可能很难知道在您调用 load() 之后多长时间您可能会尝试取消引用指针，如果 b 对象稍后将被突变或销毁/解除分配，您建议的那种调用不会在围绕后来的突变/销毁的任何同步中进行合作。您显然可以通过多种方式添加此类协调(例如，一些其他原子计数器/标志，使用条件变量通知可能的修改器/析构器/删除器......)，或者您有时可能决定接受这样的竞争条件(例如也许如果已知 b 是大容量 LRU 缓存中的最新条目之一)。

如果你正在做一些像围绕一些static const string实例循环myString的事情，你不必担心上面所有的突变/破坏的东西(好吧，除非您在 main() 之前/之后访问它们)。

// B can I do this?
char myFifthChar = *(myString.load()->c_str() + 5);

是的，上面有所有警告。

// C can I do this?
char myCharArray[255];
strcpy(myCharArray, myString.load()->c_str());

是的，如上所述(前提是提供的缓冲区足够大)。

I'm pretty sure C is illegal because myString might be deleted in the meantime.

如上所述 - 对于您提到的所有 3 种用途，这种担忧同样有效，只是 C 更有可能因为复制需要更多的 CPU 周期才能完成，而不是取回垃圾值输掉比赛可能会导致缓冲区溢出.