C++11 多執行緒2——Mutex的錯誤使用
阿新 • • 發佈:2019-02-02
本系列文章主要介紹C++11中多執行緒的使用方法,主要參考書籍為《C++Concurrency IN Action》。
為了保證多執行緒訪問資料的安全性,一種通常的做法是對需要保護的資料上鎖,使用mutex保證互斥訪問。可以使用的做法是呼叫lock()和unlock()函式,但是我們更加推薦使用模板類std::lock_guard,在該類的建構函式中完成lock(),而在解構函式中完成unlock()操作。這一技巧和上一章對join()函式的使用是一致的。
簡單介紹後我們來看一個可能引起mutex使用錯誤的例子。
#include <iostream> #include <thread> #include <mutex> class some_data { public: int a; std::string b; void do_someting(){ a--; std::cout << "Break the protected." << endl; std::cout << "a:" << a << endl; }; }; class data_wrapper { private: some_data data; std::mutex m; public: template<typename Function> void process_data(Function func) { std::lock_guard<std::mutex> l(m); func(data); // 1、將受保護的資料傳遞給func函式 [8/28/2015 pan] } void printData(){ cout << "cuttent data:" << data.a << endl; } };
some_data* unprotected=NULL; void malicious_function(some_data& protected_data) { unprotected = &protected_data; for (int i = 0; i < 100; i++){ unprotected->a++; cout << "a should in protected:" << unprotected->a << endl; } } data_wrapper x; void wrap() { while (true) { if (unprotected != NULL){ unprotected->do_someting();<span style="white-space:pre"> </span>// 4、“未經授權”的訪問保護物件 } } } void main() { thread t(wrap);<span style="white-space:pre"> </span>// 2、開啟一個新執行緒測試 x.process_data(malicious_function); // 3、傳遞一個惡意函式 [8/28/2015 pan] t.join(); x.printData(); }
程式分析:
在main()函式中我們首先開啟了一個新的執行緒去執行wrap()函式,函式在uprotected指標不為空時嘗試去訪問受保護的物件。
x.process_data()函式對保護資料上鎖,但是把data物件的引用傳遞給了不受控制的惡意函式malicious_function()。如果互斥物件mutex能正常發揮作用,執行緒t對資料的訪問會被掛起,我們應該能順利執行完100次遍歷之後再將控制權傳遞給執行緒t。執行緒t中函式do_someting()用來測試資料的保護性是否被破壞。
實際執行情況是do_someting()與malicious_function()中for迴圈交替執行,表明資料為能受到保護。