C++ 三十部分库中的线程安全

我想使用其他人开发的库，其中我只有库文件，没有源代码。我的问题是：库提供了一个具有许多功能的类。类本身不是线程安全的。我想让它线程安全，我想知道这段代码是否有效

// suppose libobj is the class provided by the library
class my_libobj : public libobj {
   // code
};

这仅从libobj继承，这可能有效，也可能无效，这取决于类是否为继承而设计，至少有一个虚拟析构函数

在任何情况下，它都不会免费为您购买线程安全性。最简单的方法是在类中添加互斥体，并在进入关键部分时锁定互斥体：

class my_obj {
    libobj obj;  // inheritance *might* work too
    boost::mutex mtx;

    void critical_op()
    {
        boost::unique_lock lck(mtx);
        obj.critical_op();
    }
};

---

这是一个非常粗粒度的设计，只有一个互斥；如果您了解各种操作的行为，您可能会使它更细粒度。正如@dribeas所解释的那样，它也不是傻瓜式的。

如果你不满足于序列化对它的所有调用，那么不知道它是如何实现的，那么在一个没有被设计的库中改装线程安全性——顺便说一句，有不同的级别——可能是不可能的，即使如此，如果接口足够糟糕，也会有问题——例如，请参阅strtok。

如果不知道至少类的实际接口，这是不可能回答的。一般来说，答案是否定的

从实际C++的观点来看，如果类没有被设计为扩展，则每个非虚拟方法都不会被重写，因此，你可能会得到一些线程安全和一些非线程安全方法的混合。 即使您决定在不继承的情况下进行包装，并且仅在持有锁的情况下强制委派，该方法仍然不是在所有情况下都有效。线程安全不仅需要锁定，还需要一个可以使线程安全的接口

以STL中的堆栈实现为例，只需添加一层锁定，即使每个方法都是线程安全的，就不能保证容器上的线程安全。考虑几个线程向堆栈中添加元素和两个线程拉动信息：

if ( !stack.empty() ) {  // 1
   x = stack.top();      // 2
   stack.pop();          // 3
   // operate on data
}

这里有很多可能出错的地方：当堆栈只有一个元素时，两个线程都可能执行测试[1]，然后依次进入，在这种情况下，第二个线程将在[2]中失败，或者获得相同的值并在[3]中失败，即使容器中有多个对象，两个线程都可以在执行[3]之前执行[1]和[2]，在这种情况下，两个线程将使用相同的对象，堆栈中的第二个元素将在不进行处理的情况下被丢弃

在大多数情况下，线程安全需要对API进行更改，在上面的示例中，需要一个提供bool pop T&v；实施方式如下：

bool stack::try_pop( T& v ) {     // argument by reference, to provide exception safety
   std::lock<std:mutex> l(m);
   if ( s.empty() ) return false; // someone consumed all data, return failure
   v = s.top();                   // top and pop are executed "atomically"
   s.pop();
   return true;                   // we did consume one datum
}

---

当然还有其他方法，您可能不会返回失败，而是在pop操作中等待一个条件，该条件通过使用条件变量或类似的东西保证锁定，直到数据准备就绪……

最简单的解决方案是为该库创建唯一的单线程，并且只能从该线程访问库，使用消息队列传递请求和返回参数。

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