为什么在这种情况下shared_ptr对象在没有锁的情况下工作得很好？

Question

一个读取器线程和多个写入器线程同时访问shared_ptr对象并且它运行良好，代码如下（但是，如果我将写入行代码从“=”修改为“重置”，它将在读取时进行coredump）：

shared_ptr.reset 意味着 coredump ，“operator =”意味着效果很好？（我试了100多次）

bool start = false;
std::mutex mtx;
std::condition_variable cond;
std::shared_ptr<std::string> string_ptr(new std::string("hello"));

int main() {
  auto read = []() {
    {
      std::cout << "readddd" << std::endl;
      std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
      while (!start) {
        cond.wait(lck);
      }
    }
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
      std::cout << *string_ptr.get() << std::endl;
    }
  };

  auto write = []() {
    {
      std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
      while (!start) {
        cond.wait(lck);
      }
    }
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
      string_ptr = std::make_shared<std::string>(std::to_string(i));
      // string_ptr.reset(new std::string(std::to_string(i))); // will coredump
    }
  };

  std::thread w(write);
  std::thread rthreads[20];

  for (int i = 0; i < 20; ++i) {
    rthreads[i] = std::thread(read);
  }

  {
    std::unique_lock<std::mutex> lck(mtx);
    start = true;
    cond.notify_all();
  }

  w.join();
  for (auto& t : rthreads) {
    t.join();
  }

  return 0;
}

coredumpe 堆栈将是：

#0 0x00007fee5fca3113 in std::basic_ostream<char, std::char_traits >& std::operator<< <char, std::char_traits, std::allocator >(std::basic_ostream<char, std::char_traits >& , std::basic_string<char, std::char_traits, std::allocator > const&) () 来自 /lib64/libstdc++.so.6 #1 0x00000000004039f0 in <lambda()>::operator()(void) const ( __closure=0xa54f98) 在 test_cast.cpp:395

行“std::cout << *string_ptr.get() << std::endl;”

Answer 1

两个版本都存在竞争条件。std::shared_ptr并不是神奇的线程安全。如果你想在线程之间共享它，你必须使用互斥锁来保护它。仅尝试几次并不能证明：可能它不太可能导致错误，甚至在您的编译器/操作系统/CPU 组合上不可能出现错误，但这并不能保证。

如果您希望看到它更频繁地中断，请将线程上下文的开关插入到代码中。最简单的方法是休眠一段时间，此时操作系统会调度一个不同的线程：

    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
      std::string* tmp = string_ptr.get();
      std::this_thread::yield();
      std::cout << *tmp << std::endl;
    }

请注意，此代码强制执行上下文切换，但当超出线程的时间片时，相同的切换可能会在同一点自发发生。

至于为什么一个比另一个更有可能失败，请单步执行 的shared_ptr赋值运算符和reset()成员函数执行的指令。它们的实现可能有更大或更小的关键部分，这控制着错误出现的频率。