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前言
在上一則教程中，我們引入了智能指針的相關(guān)概念，并詳細(xì)地說(shuō)明了智能指針的用法，而且我們也對(duì)智能指針進(jìn)行了一些完善，使其更加具備普適性，在前一則教程中，我們也提到了說(shuō)雖然已經(jīng)完善了很多，但是仍然存在著問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題是什么呢？我們本節(jié)教程將著重?cái)⑹鲞@個(gè)內(nèi)容。在閱讀本則教程之前需要閱讀上一則教程：適合具備 C 語(yǔ)言基礎(chǔ)的 C++ 教程（十三）
多線程下存在的問(wèn)題
在講述多線程下存在的問(wèn)題之前，我們需要了解一下在一個(gè)系統(tǒng)中，當(dāng)要對(duì)一個(gè)變量進(jìn)行操作的時(shí)候，需要經(jīng)歷哪些步驟，步驟如下：
image-20210302124451534
由上述示意圖可知，如果要進(jìn)行 count++，那么這個(gè)時(shí)候要進(jìn)行讀入，+1，寫(xiě)入三個(gè)操作。而正是因?yàn)檫@個(gè)操作，那么在多線程的情況下，如果處理不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。
我們來(lái)回憶一下上一則教程中智能指針的內(nèi)容，為了防止在使用智能指針時(shí)，多個(gè)指針指向同一個(gè)對(duì)象，導(dǎo)致的多次釋放同一塊內(nèi)存區(qū)域的問(wèn)題。我們引入了count計(jì)數(shù)來(lái)記錄一個(gè)對(duì)象被指向的次數(shù)，表示這個(gè)對(duì)象有多少個(gè)指針指向它。如果現(xiàn)在有多個(gè)指針指向同一個(gè)對(duì)象，那么就就需要根據(jù)count值來(lái)決定是否釋放對(duì)象的內(nèi)存，因?yàn)槿绻@個(gè)對(duì)象被兩個(gè)指針?biāo)赶?，根?jù)其中一個(gè)指針?shù)N毀了這塊內(nèi)存區(qū)域的時(shí)候，那么另一個(gè)指針將會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，所以 count的值非常關(guān)鍵。
那在上述的流程圖中，我們知道了改變count值所遵循的這樣一個(gè)步驟，在這個(gè)步驟的基礎(chǔ)上會(huì)存在什么問(wèn)題呢？這就是本節(jié)所要研究的問(wèn)題。當(dāng)當(dāng)前的系統(tǒng)處于一個(gè)多線程運(yùn)行的情況下的時(shí)候，那么當(dāng)前的代碼就不是線程安全的，我們來(lái)看下面的解析：
在基于前面的智能指針的基礎(chǔ)上，我們寫(xiě)出如下代碼，首先是：
sp s1 = new Person();
那么這時(shí)候可以知道 s1->getStrongCount()等于1,然后，緊接著是如下兩句代碼：
sp s2 = s1;
sp s3 = s1;
那么這個(gè)時(shí)候s1->getStrongCount()等于3，常規(guī)來(lái)講是這樣子的，但是并不排除特殊情況下會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，假設(shè)我們現(xiàn)在有兩個(gè)線程，線程 A 執(zhí)行的是sp這條語(yǔ)句，而線程 B 執(zhí)行的是sp這條語(yǔ)句，我們根據(jù)系統(tǒng)寫(xiě)入一個(gè)變量的流程，將線程 A 執(zhí)行的過(guò)程分為A1、A2以及A3，同樣的，我們將線程B執(zhí)行的過(guò)程分為B1、B2以及B3，而這個(gè)時(shí)候，我們假設(shè)以時(shí)間 t為時(shí)間軸，線程 A 和線程 B 的執(zhí)行過(guò)程如下所示：
--------------------------------------------------------------------------------------->t(時(shí)間t)
A1(讀操作)-->A2(++操作，注意還沒(méi)寫(xiě)入)-->B1(讀操作)-->B2(++操作，注意還沒(méi)寫(xiě)入)-->B3(寫(xiě)入)-->A3(寫(xiě)入)
count = 1；count++; count = 1; count++; count = 2; count =2;
所以最終的 count值等于2，與實(shí)際應(yīng)該等于的3不相符，造成了錯(cuò)誤，所以稱之為線程不安全的。
原子操作
那針對(duì)于上述所提到的這個(gè)問(wèn)題，該如何解決呢，我們知道造成上述問(wèn)題的主要原因是一個(gè)count++操作分成了三個(gè)步驟，那么實(shí)際上只要將這三個(gè)步驟合并為一個(gè)步驟，那么問(wèn)題自然也就能夠得到解決，而這種操作也被稱之為是原子操作。
我們采用 Android源碼里面的輕量級(jí)指針來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，我們來(lái)看源代碼中的原子操作：
image-20210306163342799
這樣處理之后，那么在多線程的情況下，就不會(huì)導(dǎo)致count值出錯(cuò)，因?yàn)槠湓谶M(jìn)行++操作或者是--操作的時(shí)候，只需要一步就可以完成。
基于此，我們來(lái)編寫(xiě)我們的 Person類，代碼如下所示：
#include
#include
#include
#include "RefBase.h"
using namespace std;
using namespace android::RSC; /* 輕量級(jí)指針?biāo)诘拿臻g */
class Person : public LightRefBase
{
public:
Person()
{
cout << "Person()" << endl;
}
~Person()
{
cout << "~Person()"< }
void printInfo(void)
{
cout<<"just a test function"< }
};
注意，我們?cè)谑褂昧?code>Android的輕量級(jí)指針之后，其內(nèi)部已經(jīng)包含了 sp類，就不需要我們自己實(shí)現(xiàn)了，我們接下來(lái)看之前所寫(xiě)的測(cè)試函數(shù)：
template
void test_func(sp &other)
{
sp s = other;
cout<<"In test_func: "<getStrongCount()<
s->printInfo();
}
緊接著然后是主函數(shù)，主函數(shù)代碼如下所示：
int main(int argc, char **argv)
{
sp other = new Person();
(*other).printInfo();
cout<<"Before call test_func: "<getStrongCount()<
for (i = 0; i < 2; i++)
{
test_func(other);
cout<<"After call test_func: "<getStrongCount()< }
return 0;
}
代碼的執(zhí)行結(jié)果也是正確的，結(jié)果如下所示：
image-20210306164643325
回過(guò)頭來(lái)，看文章前面，提到了線程安全，其實(shí)上當(dāng)前對(duì)于Android源代碼來(lái)說(shuō)，線程安全這個(gè)說(shuō)法只是針對(duì)于 count值而言的，其本身在多線程的運(yùn)行下并不是線程安全的，為什么這么說(shuō)呢，我們來(lái)看代碼中關(guān)于delete操作部分的代碼，代碼如下所示：
image-20210306165429952
如果說(shuō)上述代碼中判斷了count的值已經(jīng)滿足delete對(duì)象的操作，但是這個(gè)時(shí)候被其他線程切換出去了，并且執(zhí)行了sp這條語(yǔ)句，那么這個(gè)時(shí)候count的值就已經(jīng)不滿足delate對(duì)象的操作了，但是此時(shí)還是執(zhí)行了delete操作，那么這個(gè)時(shí)候就導(dǎo)致了出錯(cuò)。所以說(shuō)其實(shí)這里所說(shuō)的輕量級(jí)指針也不是線程安全的。
小結(jié)
本次的分享主要是對(duì)上節(jié)內(nèi)容的一個(gè)補(bǔ)充，其中提及到了原子操作以及輕量級(jí)指針的概念，筆者關(guān)于C++的教程是在學(xué)習(xí)韋東山老師的C++時(shí)的一個(gè)總結(jié)與記錄，本人也并不會(huì)Android開(kāi)發(fā)。本節(jié)所涉及的代碼可以通過(guò)下面百度云鏈接的方式獲取到。
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