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C++ 函数的黑暗面：查找竞争条件的有效方法

WBOY

发布： 2024-09-11 08:12:01

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在 c++++ 中查找竞争条件的有效方法包括：使用锁，例如互斥对象，限制对共享数据的访问；使用数据竞赛检测器，如 addresssanitizer 或 threadsanitizer，持续监视代码并报告潜在竞争条件。

C++ 函数的黑暗面：查找竞争条件的有效方法

C++ 函数的黑暗面：查找竞争条件的有效方法

竞争条件是指多个线程访问共享数据并导致意外结果的情况。在 C++ 中，竞争条件很难检测和调试。让我们探讨一些技术来有效地查找和修复它们。

使用锁

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锁是一种将访问共享数据限制为一个线程的机制。可以通过声明一个用于保护数据的互斥对象（mutex）来使用 locks。

std::mutex m;
int shared_data;
void increment_shared_data() {
  m.lock();
  shared_data++;
  m.unlock();
}

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使用数据竞赛检测器

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数据竞赛检测器是持续监视代码并报告潜在竞争条件的工具。一些流行的数据竞赛检测器包括：

AddressSanitizer (ASan)
ThreadSanitizer (TSan)
DataRaceSanitizer (DRSan)

实战案例

考虑以下代码：

vector<int> vec;
void add_to_vector(int x) {
  vec.push_back(x);
}

void print_vector() {
  for (int num : vec) {
    cout << num << " ";
  }
  cout << endl;
}

int main() {
  thread t1(add_to_vector, 1);
  thread t2(add_to_vector, 2);
  t1.join();
  t2.join();
  print_vector();
}

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此代码中，vec 是由多个线程共享的。当其他线程尝试打印 vec 时，会导致崩溃或意外结果。

修复竞争条件

可以使用锁修复竞争条件。

std::mutex m;
vector<int> vec;
void add_to_vector(int x) {
  m.lock();
  vec.push_back(x);
  m.unlock();
}

void print_vector() {
  m.lock();
  for (int num : vec) {
    cout << num << " ";
  }
  cout << endl;
  m.unlock();
}

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