ПроблемаАвтоматическая или локальная переменная потока, выходящая из C11 потока, возникает, когда локальная переменная автоматического потока или потока передается по адресу от одного потока C11 к другому, не гарантируя, что переменная остается живой в течение длительности последнего потока.
РискЛокальная переменная автоматического или резьбового потока выделена на стеке в начале потока, и ее срок службы продолжается до конца потока. Переменная не гарантирована живая, когда другой поток обращается к ней.
Например, рассмотрите стартовую функцию C11 потока с этими линиями:
int start_thread(thrd_t *tid) {
int aVar = 0;
if(thrd_success != thrd_create(tid, start_thread_child, &aVar) {
//...
}
}The thrd_create функция создает дочерний поток с начальной функцией start_thread_child и передает адрес автоматической переменной aVarк этой функции. Когда этот дочерний поток обращается к aVarродительский поток мог завершить выполнение и aVar больше не находится в стеке. Доступ может привести к чтению непредсказуемых значений.
ЗафиксироватьКогда вы передаете переменную от одного потока к другому, убедитесь, что переменное время жизни соответствует или превышает время жизни обоих потоков. Достичь этой синхронизации можно одним из следующих способов:
Объявите переменную static чтобы он не выходил из стека, когда текущий поток завершает выполнение.
Динамически выделите хранилище для переменной так, чтобы оно было выделено на куче вместо стека и должно быть явно освобождено. Убедитесь, что отключение происходит после завершения выполнения обоих потоков.
Эти решения требуют, чтобы вы создали переменную в нелокальной памяти. Вместо этого можно использовать другие решения, такие как shared ключевое слово доступно с интерфейсом многопоточности OpenMP, который позволяет безопасно обмениваться локальными переменными между потоками.
Пример - Автоматическая или локальная переменная резьбы
#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 для родительского потока, который начинается в main и переходит к функции create_parent_thread. Однако в теле create_parent_threadадрес этой локальной переменной передается дочернему потоку (потоку с стандартной программой create_child_thread). Возможно, родительский поток завершил выполнение и переменную parentVal возможно, выход из возможностей, когда дочерний поток обращается к этой переменной.
Та же проблема возникает, если переменная объявлена как thread-local, например, с C11 ключевым словом _Thread_local (или thread_local):
_Thread_local int parentVal = 1;
Коррекция - используйте статические переменныеОдной из возможных коррекций является объявление переменной parentVal как static так что переменная находится в стеке на протяжении всей длительности работы 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 - Используйте динамическое выделение памятиОдной из возможных коррекций является динамическое выделение хранилища для переменных, которые будут совместно использоваться в потоках, и явное освобождение хранилища после того, как переменная больше не потребуется.
#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;
} 