线程安全和std :: move

Question

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前言：当我输入新代码时，我将我的函数声明为const的按引用传递 （出于习惯），有时当我意识到这不是我的意思时，必须回去更改它去做。

我正在编写一个可无限期运行的工作线程类，并从另一个线程获取字符串进行处理。 当我意识到我已经将该函数声明为pass-by-ref时 ，为了线程安全，我又将其更改为pass-by-value 。

但是，由于我想尽可能地提高速度和效率，因此我停下了脚步，首先探索各种选择。 我写了一些测试例程-发现我对某些关键概念不了解。

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关键点：我首先在下面编写了没有注释行的测试代码：

 // std::thread _thread(workthread, move(str)); // Thread safe (contents are moved) 

因此，暂时忽略该行。

 #include <iostream> #include <string> #include <thread> #include <chrono> #include <atomic> std::atomic<bool> done = false; void workthread(const std::string &str) { std::string &s = const_cast<std::string &>(str); s = "Work Thread"; // test to see if this changes the main thread's string } // This just watches for <enter> on the keyboard in order to quit the program. void quitmonitor() { std::getchar(); done = true; } int main(int argc, char **argv) { std::thread _monitor(quitmonitor); std::string str("Main Thread"); std::thread _thread([&]{workthread(std::move(str));}); // Not thread safe (address is copied) // std::thread _thread(workthread, move(str)); // Thread safe (contents are moved) const auto minlen(str.length()); const auto maxlen(minlen ? minlen*2 : 15); bool going_up = true; while (!done) { if (going_up) str.push_back('+'); else str.pop_back(); if (str.length() == minlen) going_up = true; if (str.length() == maxlen) going_up = false; std::cout << str << "\\n"; std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); } _thread.join(); _monitor.join(); } 

main()所做的只是创建一个字符串“ Main Thread” ，并将其移动到线程函数void workthread(const std::string &) 。 然后，线程函数更改左值的数据并返回。 主程序继续执行一个循环，该循环仅将其本地字符串打印到控制台（带有一些额外的功能，可以很容易地在屏幕上看到发生的事情）。 这是输出：

因此，它没有按我预期的那样工作。 我以为线程实例化会将str “移动”到线程函数（清空进程中的数据），并且线程对该函数的string参数的赋值不会有任何影响。 但显然，确实如此，如输出所示。

这与我用lambda构造_thread有关： std::thread _thread([&]{workthread(std::move(str));}); // Not thread safe (address is copied) std::thread _thread([&]{workthread(std::move(str));}); // Not thread safe (address is copied)

因此，然后我将实例化更改为： std::thread _thread(workthread, move(str)); // Thread safe (contents are moved) std::thread _thread(workthread, move(str)); // Thread safe (contents are moved) ，并且按预期工作：

问题1：为什么两个实例lambda vs bind _{（我猜是？）会}产生不同的结果？

问题2：我是否真的通过声明为通过引用来为自己买东西？

我应该注意，实际程序在时间上非常关键，并且打算在专用服务器上连续运行多年。 我正在尝试使该软件的开销尽可能低，以确保该软件可以保持同步（与外部时钟同步），并且不会累积时间错误。

Answer 1

 std::thread _thread([&]{workthread(std::move(str));}); 

创建_thread ，它将调用您的lambda函数，该函数将调用workthread(std::move(str)) 。 注意， std::move实际上什么也不做； 这只是对右值引用的强制转换。 您永远不会离开str ，只是将引用以环形方式投射到std::string&并分配给它。

这也意味着您在str上存在数据争用，因为您在主线程和_thread之间具有不同步的访问。

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这段代码从字符串移走了：

 std::thread _thread(workthread, move(str)); 

如果查看std::thread的构造函数 （该列表上的（3）），您会发现它“复制”了函数调用的参数； 它大致调用：

workthread(decay_copy(std::move(str)))

实际上，该decay_copy确实从字符串移开，因为它按值返回：

 template <class T> std::decay_t<T> decay_copy(T&& v) { return std::forward<T>(v); } 

这就是为什么您将str移开。 但是，您的程序实际上依赖于未指定的行为，因为–从std::string移动之后–字符串处于“有效但未指定的状态”（ std::string的move构造函数和move赋值运算符 ）。 从它移出后，不能指望str是一个空字符串。