std::shared_ptr 在多大程度上确保线程安全？

Question

我正在阅读 http ://gcc.gnu.org/onlinedocs/libstdc++/manual/shared_ptr.html 和一些线程安全问题对我来说仍然不清楚：

1. 标准保证引用计数的处理是线程安全的并且它是独立于平台的，对吗？
2. 类似的问题 - 标准保证只有一个线程（保存最后一个引用）会调用共享对象上的删除，对吧？
3. shared_ptr 不保证其中存储的对象的任何线程安全吗？

编辑：

伪代码：

// Thread I
shared_ptr<A> a (new A (1));

// Thread II
shared_ptr<A> b (a);

// Thread III
shared_ptr<A> c (a);

// Thread IV
shared_ptr<A> d (a);

d.reset (new A (10));

在线程 IV 中调用 reset() 将删除在第一个线程中创建的 A 类的先前实例并将其替换为新实例？此外，在 IV 线程中调用 reset() 后，其他线程只会看到新创建的对象？

Answer 1

正如其他人指出的那样，您已经正确地解决了最初的 3 个问题。

但你编辑的结尾部分

在线程 IV 中调用 reset() 会删除在第一个线程中创建的 A 类的先前实例并将其替换为新实例吗？此外，在 IV 线程中调用 reset() 后，其他线程只会看到新创建的对象？

是不正确的。只有 d 会指向新的 A(10)，以及 a、b 和 c 将继续指向原来的A(1)。从下面的简短示例中可以清楚地看出这一点。

#include <memory>
#include <iostream>
using namespace std;

struct A
{
  int a;
  A(int a) : a(a) {}
};

int main(int argc, char **argv)
{
  shared_ptr<A> a(new A(1));
  shared_ptr<A> b(a), c(a), d(a);

  cout << "a: " << a->a << "\tb: " << b->a
     << "\tc: " << c->a << "\td: " << d->a << endl;

  d.reset(new A(10));

  cout << "a: " << a->a << "\tb: " << b->a
     << "\tc: " << c->a << "\td: " << d->a << endl;
                                                                                                                 
  return 0;                                                                                                          
}

（显然，我没有关心任何线程：这不会影响 shared_ptr::reset() 行为。）

此代码的输出是

a:1 b:1 c:1 d:1

a：1 b：1 c：1 d：10

Answer 2

1. 正确，shared_ptr使用引用计数值的原子增量/减量。

2. 该标准保证只有一个线程会对共享对象调用删除运算符。我不确定它是否明确指定删除其共享指针副本的最后一个线程将是调用删除的线程（实际上可能是这种情况）。

3. 不，他们没有，其中存储的对象可以由多个线程同时编辑。

编辑：稍微跟进一下，如果您想了解共享指针一般如何工作，您可能需要查看 boost::shared_ptr 源：https://www.boost.org/doc/libs/release/boost/smart_ptr/shared_ptr.hpp。

Answer 3

std::shared_ptr 不是线程安全的。

共享指针是一对两个指针，一个指向对象，一个指向控制块（保存引用计数器，链接到弱指针......）。

可以有多个 std::shared_ptr ，每当它们访问控制块以更改引用计数器时，它都是线程安全的，但 std::shared_ptr 本身不是线程安全的或原子的。

如果您将一个新对象分配给 std::shared_ptr 而另一个线程使用它，则它最终可能会得到新对象指针，但仍然使用指向旧对象控制块的指针 =>碰撞。