C++: shared_ptr是线程安全的吗

导读

C++面试中有时会有这样一个问题，shared_ptr是线程安全的吗？对此问题，我们需要从三个并发场景进行考虑，拷贝shared_ptr的安全性、对shared_ptr赋值的安全性和读写shared_ptr指向内存区域的安全性。

对于以上问题，首先给出以下结论：

• 如果多个线程同时拷贝同一个shared_ptr对象，不会有问题，因为shared_ptr的引用计数是线程安全的。
• 如果多个线程同时修改同一个shared_ptr 对象，不是线程安全的。
• 如果多个线程同时读写shared_ptr指向的内存对象，不是线程安全的。

下面通过简单程序实验证明：

1. 引用计数更新，线程安全

这里我们讨论对shared_ptr进行拷贝的情况，由于此操作读写的是引用计数，而引用计数的更新是原子操作，因此这种情况是线程安全的。下面这个例子，两个线程同时对同一个shared_ptr进行拷贝，引用计数的值总是20001。

std::shared_ptr<int> p = std::make_shared<int>(0);
constexpr int N = 10000;
std::vector<std::shared_ptr<int>> sp_arr1(N);
std::vector<std::shared_ptr<int>> sp_arr2(N);

void increment_count(std::vector<std::shared_ptr<int>>& sp_arr) {
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        sp_arr[i] = p;
    }
}

std::thread t1(increment_count, std::ref(sp_arr1));
std::thread t2(incre