ПроблемаАвтоматическая локальная переменная или локальная переменная потока, выходящая из C11 потока, возникает, когда автоматическая локальная переменная или локальная переменная потока передается по адресу из одного C11 потока в другой без обеспечения того, что переменная остается активной в течение длительности последнего потока.
РискАвтоматическая или локальная переменная потока назначается в стеке в начале потока, и его срок службы продолжается до конца потока. Переменная не гарантированно будет активной, когда к ней обращается другой поток.
Например, рассмотрим функцию запуска C11 потока со следующими строками:
int start_thread(thrd_t *tid) {
int aVar = 0;
if(thrd_success != thrd_create(tid, start_thread_child, &aVar) {
//...
}
} thrd_create функция создает дочерний поток с функцией запуска start_thread_child и передает адрес автоматической переменной aVarк этой функции. Когда этот дочерний поток получает доступ aVar, родительский поток, возможно, завершил выполнение и aVar больше не находится в стеке. Доступ может привести к считыванию непредсказуемых значений.
ЗафиксироватьПри передаче переменной из одного потока в другой убедитесь, что время жизни переменной соответствует или превышает время жизни обоих потоков. Эту синхронизацию можно выполнить одним из следующих способов:
Объявить переменную static чтобы он не выходил из стека, когда текущий поток завершает выполнение.
Динамически распределить хранилище для переменной, чтобы оно было выделено в куче вместо стека и должно быть явно освобождено. Убедитесь, что освобождение происходит после завершения выполнения обоих потоков.
Эти решения требуют создания переменной в нелокальной памяти. Вместо этого можно использовать другие решения, такие как shared ключевое слово, доступное с многопоточным интерфейсом OpenMP, которое позволяет безопасно обмениваться локальными переменными между потоками.
Пример - Автоматический поток или Поток - локальный поток с переменными
#include <threads.h>
#include <stdio.h>
int create_child_thread(void *childVal) {
int *res = (int *)childVal;
printf("Result: %d\n", *res);
return 0;
}
void create_parent_thread(thrd_t *tid, int *parentPtr) {
if (thrd_success != thrd_create(tid, create_child_thread, parentPtr)) {
/* Handle error */
}
}
int main(void) {
thrd_t tid;
int parentVal = 1;
create_parent_thread(&tid, &parentVal);
if (thrd_success != thrd_join(tid, NULL)) {
/* Handle error */
}
return 0;
}В этом примере значение parentVal является локальным по отношению к родительскому потоку, который начинается в main и продолжает работу в функции create_parent_thread. Однако в теле create_parent_thread, адрес этой локальной переменной передается дочернему потоку (потоку с подпрограммой запуска create_child_thread). Родительский поток, возможно, завершил выполнение и переменная parentVal может выйти за пределы области, когда дочерний поток получает доступ к этой переменной.
Та же проблема возникает, если переменная объявлена как поточно-локальная, например, с ключевым словом C11 _Thread_local (или thread_local):
_Thread_local int parentVal = 1;
Коррекция - использовать статические переменныеОдной из возможных корректировок является объявление переменной. parentVal как static чтобы переменная находилась в стеке в течение всей длительности программы.
#include <threads.h>
#include <stdio.h>
int create_child_thread(void *childVal) {
int *res = (int *)childVal;
printf("Result: %d\n", *res);
return 0;
}
void create_parent_thread(thrd_t *tid, int *parentPtr) {
if (thrd_success != thrd_create(tid, create_child_thread, parentPtr)) {
/* Handle error */
}
}
int main(void) {
thrd_t tid;
static int parentVal = 1;
create_parent_thread(&tid, &parentVal);
if (thrd_success != thrd_join(tid, NULL)) {
/* Handle error */
}
return 0;
} Коррекция - использовать динамическое выделение памятиОдной из возможных корректировок является динамическое выделение ресурсов хранения для переменных, которые будут совместно использоваться в потоках, и явное освобождение ресурсов хранения после того, как эта переменная больше не требуется.
#include <threads.h>
#include <stdio.h>
int create_child_thread(void *childVal) {
int *res = (int *)childVal;
printf("Result: %d\n", *res);
return 0;
}
void create_parent_thread(thrd_t *tid, int *parentPtr) {
if (thrd_success != thrd_create(tid, create_child_thread, parentPtr)) {
/* Handle error */
}
}
int main(void) {
thrd_t tid;
int parentVal = 1;
int parentPtr = (int*) malloc(sizeof(int));
if(!parentPtr) {
create_parent_thread(&tid, parentPtr);
if (thrd_success != thrd_join(tid, NULL)) {
/* Handle error */
}
free(parentPtr);
}
return 0;
} 
