適合具備 C 語言基礎(chǔ)的 C 教程（十四）

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)地說明了智能指針的用法，而且我們也對智能指針進(jìn)行了一些完善，使其更加具備普適性，在前一則教程中，我們也提到了說雖然已經(jīng)完善了很多，但是仍然存在著問題，這個(gè)問題是什么呢？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 語言基礎(chǔ)的 C 教程（十三）

多線程下存在的問題

在講述多線程下存在的問題之前，我們需要了解一下在一個(gè)系統(tǒng)中，當(dāng)要對一個(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：

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)對象，導(dǎo)致的多次釋放同一塊內(nèi)存區(qū)域的問題。我們引入了count計(jì)數(shù)來記錄一個(gè)對象被指向的次數(shù)，表示這個(gè)對象有多少個(gè)指針指向它。如果現(xiàn)在有多個(gè)指針指向同一個(gè)對象，那么就就需要根據(jù)count值來決定是否釋放對象的內(nèi)存，因?yàn)槿绻@個(gè)對象被兩個(gè)指針?biāo)赶颍鶕?jù)其中一個(gè)指針銷毀了這塊內(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)存在什么問題呢？這就是本節(jié)所要研究的問題。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，我們來看下面的解析：

在基于前面的智能指針的基礎(chǔ)上，我們寫出如下代碼，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)來講是這樣子的，但是并不排除特殊情況下會(huì)出現(xiàn)問題，假設(shè)我們現(xiàn)在有兩個(gè)線程，線程 A 執(zhí)行的是sp s2 = s1;這條語句，而線程 B 執(zhí)行的是sp s3 = s1;這條語句，我們根據(jù)系統(tǒng)寫入一個(gè)變量的流程，將線程 A 執(zhí)行的過程分為A1、A2以及A3，同樣的，我們將線程B執(zhí)行的過程分為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)行過程如下所示：

--------------------------------------------------------------------------------------->t(時(shí)間t)
A1(讀操作)-->A2( 操作，注意還沒寫入)-->B1(讀操作)-->B2( 操作，注意還沒寫入)-->B3(寫入)-->A3(寫入)
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

那針對于上述所提到的這個(gè)問題，該如何解決呢，我們知道造成上述問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源碼里面的輕量級指針來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，我們來看源代碼中的原子操作：

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，我們來編寫我們的?Person類，代碼如下所示：

#include?
#include?
#include?
#include?"RefBase.h"

using?namespace?std;
using?namespace?android::RSC;?/*?輕量級指針?biāo)诘拿臻g?*/

class?Person?:?public?LightRefBase
{
public:
????Person()
????{
????????cout?<"Person()"?<endl;
????}

????????~Person()
????{
????????cout?<"~Person()"<<endl;
????}
????void?printInfo(void)
????{
????????cout<<"just?a?test?function"<<endl;
????}
};
注意，我們在使用了Android的輕量級指針之后，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，我們接下來看之前所寫的測試函數(shù)：

template<typename?T>
void?test_func(sp?