在多線程程序中使用動態數組的頭段是否安全？

Question

當我們在C / C ++中定義動態數組時，它使用頭段來跟蹤數組（在堆中）中元素的數量。 例如：

int* mem = new int[8];

編譯器將分配sizeof（int）* 8字節。

int *temp = malloc(sizeof(int)*9)

將在第一個sizeof（int）字節中存儲“ 8”，它像這樣

*temp = 8;

然后將內存地址和下一個連續地址相對於溫度

mem = temp + 1;

因此， mem將指向一個由8個元素組成的數組，而不是9個元素。

並且當刪除發生時，編譯器將使用與上述相反的過程中的mem來釋放該堆塊中的內存

delete[] mem;

我的問題是
如果我們分配一個在運行時將在不同模塊中使用的動態內存，並且設法使用分配的堆內存的頭段來檢索元素數量，那么在多線程環境中使用安全嗎？

（請假定在每個模塊中通過程序設計，沒有提供幫助函數或屬性來檢索定義的動態數組中的元素數量（大小）。每個模塊僅將地址（指針）傳遞給數組，但不傳遞其大小）

Answer 1

不，在任何環境下都不安全。 您不能依靠編譯器在分配的內存之前在數組中存儲元素數量，因為它不是定義的行為。 您永遠不要試圖達到這個值。

相反，甚至不要使用動態數組，而是選擇std::vector 。

Answer 2

訪問mem - 1具有不確定的行為。

編譯器將...

如果您以該版本的編譯器為目標，並且僅以該版本為目標，並且編譯器供應商記錄了該行為，那么也許您可以相信編譯器的版本確實如您所觀察的那樣工作。

但是，依賴於此程序的程序將不可移植到其他編譯器，也可能無法移植到同一編譯器的其他版本，也可能無法移植到使用同一編譯器的相同版本的其他平台。

這一切與多線程還是單線程無關。

如果我們分配一個在運行時將在不同模塊中使用的動態內存，並且設法使用分配的堆內存的頭段來檢索元素數量，那么在多線程環境中使用安全嗎？

在多線程程序中使用動態內存與使用任何內存一樣安全。 當然，多線程意味着潛在的數據競爭。 您必須將修改同步到其他線程可能同時訪問的任何對象。 對象是否在動態內存中沒有區別。

Answer 3

我使用Visual Studio發行版對此進行了測試：

int * mem = new int[8];

導致對malloc的調用等效於

int * mem = malloc(32);    // 32 = 8 * sizeof(int)

整數數組的大小不會存儲在任何地方（據我所知，包括malloc頭，malloc頭僅具有某種類型的鏈接/標志，用於重組從堆分配（並虛擬映射）的塊）。

Answer 4

使用未公開的系統信息原則上是毫無疑問的，即使它看起來可行：它在意外情況下的行為也可能不同，並且即使在同一制造商之間，也無法保證可移植性。

如果您還是想玩火柴，請確保在讀取大小的那一刻和訪問該塊的那一刻之間，沒有其他線程執行與內存分配相關的操作。 為此，您需要實施一個關鍵部分。