C ++ 11 에서 스레드 안전 을 const의미 한다고 들었습니다 . 사실인가요?
그것은이다 다소 사실 ...
이것은 표준 언어 가 스레드 안전성에 대해 말하는 것입니다.
[1.10 / 4]
두 표현식 평가중 하나가 메모리 위치 (1.7)를 수정하고 다른 하나가 동일한 메모리 위치에 액세스하거나 수정하면 충돌 합니다.
[1.10 / 21]
프로그램 실행에는서로 다른 스레드에 두 개의 충돌하는 동작이 포함되어있는경우 데이터 경합 이 포함됩니다.이 중 적어도 하나는 원자 적이 지 않고 다른 작업보다 먼저 발생하지 않습니다. 이러한 데이터 경쟁은 정의되지 않은 동작을 초래합니다.
데이터 경쟁 이 발생 하기에 충분한 조건입니다 .
- 주어진 사물에 대해 동시에 수행되는 두 개 이상의 작업이 있습니다. 과
- 그들 중 적어도 하나는 쓰기입니다.
표준 라이브러리는 조금 더가는, 그 기반으로 :
[17.6.5.9/1]
이 섹션은 데이터 경쟁 (1.10)을 방지하기 위해 구현이 충족 해야하는 요구 사항을 지정합니다. 모든 표준 라이브러리 기능은 달리 명시되지 않는 한 각 요구 사항을 충족해야합니다. 구현은 아래에 지정된 것 이외의 경우에 데이터 경합을 방지 할 수 있습니다.
[17.6.5.9/3]
C ++ 표준 라이브러리 함수를 직접 또는 간접적으로 객체 객체가 함수의 비를 통해 직접 또는 간접적으로 액세스하지 않는 한 현재 스레드가 아닌 다른 스레드에서 액세스 (1.10)를 수정하지 않는다 CONST를 포함, 인수를this.
간단히 말해서 const객체에 대한 작업 이 스레드로부터 안전 할 것으로 기대한다고 말합니다 . 즉, 표준 라이브러리 는 const자신의 유형의 객체에 대한 작업을 수행하는 한 데이터 경쟁을 도입하지 않습니다.
- 완전히 읽기로 구성됩니다. 즉, 쓰기가 없습니다. 또는
- 내부적으로 쓰기를 동기화합니다.
이러한 기대가 유형 중 하나에 적용되지 않는 경우 표준 라이브러리의 구성 요소와 함께 직접 또는 간접적으로 사용 하면 데이터 경쟁 이 발생할 수 있습니다 . 결론적으로 표준 라이브러리 관점 에서 스레드 안전 을 const의미 합니다 . 이것은 단지 계약일 뿐이며 컴파일러에 의해 시행되지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이를 깨 뜨리면 정의되지 않은 동작이 발생 하고 여러분은 혼자입니다. 존재 여부 는 적어도 데이터 경쟁 과 관련하여 코드 생성에 영향을 미치지 않습니다 .const
그 의미 하는가 const에 해당 이제 자바 의 synchronized?
아니 . 전혀...
직사각형을 나타내는 지나치게 단순화 된 다음 클래스를 고려하십시오.
class rect {
int width = 0, height = 0;
public:
/*...*/
void set_size( int new_width, int new_height ) {
width = new_width;
height = new_height;
}
int area() const {
return width * height;
}
};
멤버 함수는 area 이다 스레드 안전성 ; 그것 때문이 const아니라 전적으로 읽기 작업으로 구성되기 때문입니다. 관련된 쓰기가 없으며 데이터 경합 이 발생하려면 최소한 하나의 쓰기가 필요 합니다. 즉, area원하는만큼 많은 스레드에서 호출 할 수 있으며 항상 올바른 결과를 얻을 수 있습니다.
이 것을 의미하지 않음을 참고 rect인 스레드 안전 . 실제로 특정에 대한 area호출과 동시에 호출 이 발생하면 이전 너비와 새 높이 (또는 왜곡 된 값)를 기반으로 결과를 계산할 수있는 방법 을 쉽게 알 수 있습니다. .set_sizerectarea
그러나 확실히하다, rect아니다 const는 심지어 않을 것으로 예상 있도록 스레드 안전 결국. 객체는 선언 된 const rect반면에, 것, 스레드 안전 에는 쓰기가 가능하지 않기 때문에 (그리고 당신이 고려하는 경우 const_cast원래 선언 뭔가 -ing const당신이 얻을 정의되지 않은-행동을 하고 그것 뿐이다).
그렇다면 그것은 무엇을 의미합니까?
논쟁을 위해 곱셈 연산이 매우 비싸고 가능하면 피하는 것이 좋다고 가정 해 봅시다. 요청 된 경우에만 영역을 계산 한 다음 나중에 다시 요청 될 경우 캐시 할 수 있습니다.
class rect {
int width = 0, height = 0;
mutable int cached_area = 0;
mutable bool cached_area_valid = true;
public:
/*...*/
void set_size( int new_width, int new_height ) {
cached_area_valid = ( width == new_width && height == new_height );
width = new_width;
height = new_height;
}
int area() const {
if( !cached_area_valid ) {
cached_area = width;
cached_area *= height;
cached_area_valid = true;
}
return cached_area;
}
};
[이 예는 너무 인공 보인다면, 당신은 정신적으로 대체 할 수 inta로 매우 큰 동적으로 할당 된 정수 본질적으로 비입니다 스레드 안전 하고있는 곱셈이 매우 비싸다.]
멤버 함수는 area 더 이상하지 스레드 안전 지금 쓰기를하고있다 내부적으로 동기화되지 않습니다. 이게 문제가 되나요? 에 대한 호출 은 다른 객체 area의 복사 생성자 의 일부로 발생할 수 있습니다. 이러한 생성자 는 표준 컨테이너의 일부 작업에 의해 호출되었을 수 있으며 ,이 시점에서 표준 라이브러리 는이 작업이 데이터 경합 과 관련하여 읽기 로 동작 할 것으로 예상합니다. . 그러나 우리는 쓰기를하고 있습니다!
즉시 우리가를 넣어 rectA의 표준 컨테이너 --directly 또는 indirectly-- 우리는 입력하는 계약 와 표준 라이브러리를 . const해당 계약을 준수하면서 함수 에서 쓰기를 계속하려면 해당 쓰기를 내부적으로 동기화해야합니다.
class rect {
int width = 0, height = 0;
mutable std::mutex cache_mutex;
mutable int cached_area = 0;
mutable bool cached_area_valid = true;
public:
/*...*/
void set_size( int new_width, int new_height ) {
if( new_width != width || new_height != height )
{
std::lock_guard< std::mutex > guard( cache_mutex );
cached_area_valid = false;
}
width = new_width;
height = new_height;
}
int area() const {
std::lock_guard< std::mutex > guard( cache_mutex );
if( !cached_area_valid ) {
cached_area = width;
cached_area *= height;
cached_area_valid = true;
}
return cached_area;
}
};
우리가 만든 것을 주 area기능 스레드 안전을 하지만,이 rect아직되지 스레드 안전 . 를 호출하면 area호출하는 것과 같은 시간에 일어나고 set_size여전히에 할당하기 때문에, 잘못된 값을 계산 끝낼 수 width와 height뮤텍스에 의해 보호되지 않습니다.
정말로 thread-safe를 원한다면 rect동기화 프리미티브를 사용하여 non-thread-safe 를 보호합니다 rect.
키워드가 부족 합니까?
네, 그렇습니다. 그들은 첫날부터 키워드 가 부족했습니다 .
출처 : 당신이 모르는 const및mutable - 허브 셔터를