std::shared_ptr はスレッドセーフですか?

シェアード ポインターのスレッド セーフティの分析

std::shared_ptr のスレッド セーフティの概念は混乱の対象となっており、次のような疑問が生じています。ポインター オブジェクトの変更の安全性を保証するかどうか。この誤解を解明するために、共有ポインターとそのスレッド セーフ特性の複雑な詳細を詳しく調べます。

共有ポインターのメカニズム

std::shared_ptr は主に 2 つのコンポーネントを中心に展開します。 : オブジェクト自体と制御ブロック。制御ブロックは参照カウントを管理し、協調的な破壊を容易にします。この独特の構造は、 std::shared_ptr が参照する実際のオブジェクトではなく、制御ブロックに対してスレッド セーフを提供することを強調しています。

スレッド セーフ コントロール ブロック

コントロール ブロックは基本的に共有ポインターの所有権を追跡し、スレッドセーフなアクセスを保証します。複数のスレッドが制御ブロックを同時に読み取り、変更できるため、共有ポインタの効率的かつ信頼性の高い同期が可能になります。

非スレッドセーフ オブジェクト

ただし、オブジェクトが指しているのは共有ポインタによる使用は本質的にスレッドセーフではありません。適切な同期を行わずに共有データに同時にアクセスすると、データの整合性の問題や予期せぬ動作が発生する可能性があります。

安全な閲覧

複数のスレッドが共有ポインタ オブジェクトに同時にアクセスしようとすると、読み取り目的であれば、スレッドの安全性に関する固有の懸念は生じません。各スレッドは単にオブジェクトの値のコピーを読み取るだけです。

安全でない書き込み

逆に、複数のスレッドが共有ポインタ オブジェクトを同時に変更しようとすると、競合状態が発生する可能性があります。起こる。スレッドセーフは保証されておらず、結果は予測できません。

同期戦略

共有ポインタ オブジェクトのスレッドセーフな変更を保証するには、外部同期メカニズムを次のようにする必要があります。 std::mutex などの実装。これらのメカニズムは、共有オブジェクトへのアクセスを制御し、同時変更を防止し、データの整合性を維持します。

結論

std::shared_ptr は、制御ブロックにスレッド セーフを提供し、効率的な処理を促進します。共有所有権管理。ただし、共有ポインターが指すオブジェクトはスレッドセーフではない可能性があることを認識することが最も重要です。安全な同時変更を保証するには、追加の同期対策が必要です。

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