多线程 变量 加锁问题
如果你有个这样的结构体,还禁用了对齐的话那就不是了。
struct S
{
char a;
int b;
};
http://www.xuebuyuan.com/2214900.html
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
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
http://www.phpfans.net/ask/MTMxODE4OQ.html
对于“多线程访问同一个变量是否需要加锁”的研究
我没有细看,但估计对我的总结来说就是,加锁吧......
谢谢楼主对于这个问题的深入研究,学习了~~~
+=,-=++,--需要。
x=value;
value=x;
不需要加锁。
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测试方法:
改变g_test的类型,给g_test赋予不同的值(不要超过类型的上限值)
测试现象:
当g_test为int,short char时,不存在多线程交叉读写错误的问题
当g_test为double, float, __int64时,存在多线程交叉读写错误的问题,对于__int64,当赋值小于0xFFFFFFFF时不出错,当大于0xFFFFFFFF时出错
当g_test为CString时,存在交叉读写错误,有时候程序崩溃
另:不加Sleep(1)机器卡死过,CPU占用率达到100%,4个核心占用率全满,可以保证运行在多核环境下
现象分析:
(1)int short char均为小于4字节的连续内存块,CPU一条指令就可以读写它们的值,CPU不可能同一个时间执行两条指令
(2)double为8字节,如果写线程先写了4字节,读线程读了8字节,这自然导致数据被破坏
(3)float也为4字节,我也不是太清楚为什么不行,可能是VC对浮点数的处理比较特殊有关,浮点数具有复杂内存结构
(4)__int64为8字节,存在和(2)相同的情况,如果__int64小于等于0xFFFFFFFF,相当于只改变了低4字节,因此就没有问题
(5)CString为类类型,具有复杂结构,显然不行
结论:
1.对于int,short,char,BOOL等小于等于4字节的简单数据类型,如果无逻辑上的先后关系,多线程读写可以完全不用加锁
2.尽管float为4字节,多线程访问时也需要加锁
3.对于大于4字节的简单类型,比如double,__int64等,多线程读写必须加锁。
4.对于所有复杂类型,比如类,结构体,容器等类型必须加锁
尽管对int等类型的多线程读写不需要加锁,但是逻辑上有必要加锁的还是应该加锁
例如:对于一个多线程访问的全局变量int g_test
int count = g_test/1024;
int mod = g_test%1024;
由于是两条语句,执行完第一条之后,别的线程很可能已经修改了g_test的值,如果希望这两条语句执行时,g_test不发生变化,就必须加锁,以保证两条语句执行的整体性。
Lock();
int count = g_test/1024;
int mod= g_test%1024;
UnLock();
如果不加锁,也可以改为先保存到一个临时变量里
int temp = g_test;
int count = temp/1024;
int mod = temp%1024;