静态成员函数和线程安全

Question

在静态成员函数中创建的对象和变量不像在成员函数中那样被视为“本地”，因此它们现在可以在多个线程之间共享，对吗？

然而，如果您有一个创建某个对象的成员函数，那么这将是线程本地的，因此它是非共享的。

我这样说对吗？

Answer 1

考虑这个类

class CData
{
public:
    static void func()
    {
        int a;
        static int b;
    }

    int c;
    static int d;
};

int main()
{
    CData::func();
}

现在变量 a 对于每次调用 func() 都是本地的。如果两个线程同时调用 func()，它们会获得不同版本的 a。

b 是静态本地变量。该值在 func() 的不同调用之间保持不变。如果两个线程同时调用 func()，它们会访问相同版本的 b，因此它们可能需要进行同步。

c 是一个实例变量；它附加到 CData 的特定实例。 func() 无法访问 c，除非使用我将在下面展示的技巧。

d 是一个静态变量。 CData 类的所有使用之间共享一个 d 实例，因此可能需要同步。可以通过静态函数 func() 轻松使用它。

从静态函数访问实例数据的技巧是将有效对象传递到函数中。

例如

class CData
{
public:
    static void func(CData *p)
    {
        int a;
        static int b;

        b = p->c;
    }

    int c;
    static int d;
};

int main()
{
    CData data;
    CData::func(&data);
}

希望有帮助。

Answer 2

不，你不正确。

在静态函数中创建的对象不共享，任何普通函数也是如此。

如果对象本身声明为静态，则可以共享对象，并且它不取决于函数是否是静态的。

void myFunc()
{
    static MyObject o;
    o.CallMethod(); // here o is shared by all threads calling myFunc
}

当一个对象被声明为静态时，就好像该对象是一个全局变量，但仅在声明它的函数范围内可见。

Answer 3

不，你不正确。是的，C++ 确实过度使用了“静态”这个词。

静态类成员变量当然是全局变量，该类充当命名空间范围，并且如果它是私有的或受保护的（只能由该类访问），则具有一些访问权限差异。

然而，静态类成员函数就像常规的自由函数（不是类成员）一样，并且每次调用时都有自己的局部变量。

除了命名约定之外，静态类成员函数和常规自由函数之间的唯一真正区别在于，它可以访问类的私有成员（并且需要类的外部“实例”）。

此外，可以从具有可变模板参数的模板调用静态类成员函数，调用通常称为“编译时多态性”并且通常用于元编程。

任何函数中的静态“局部”变量都是单实例，另一方面，它也有点像全局变量，并且对线程争用问题敏感，因为调用该函数的两个线程访问同一实例。

Answer 4

函数是否静态（类方法）并不重要。只有自动变量才能被视为函数的本地。如果您知道这些数据的地址，则可以访问它。

您可以使用例如线程本地存储来将您的输出分配给专用线程上下文。