boost::format() 似乎不是线程安全的，因为 std::ctype<char>::narrow() 不是线程安全的

Question

我遇到了在多个线程中使用 boost::format() 的问题。 boost 格式库使用 boost 解析库，它使用 /usr/include/c++/4.8/bits/locale_facets.h 中定义的函数 std::ctype::narrow() （我使用的是 G++ 版本 4.8）。

narrow() 函数不是很无害。实例变量 _M_narrow 是一个缓存。我发现跨线程同时写入和读取此缓存。必须锁定线程才能使用 boost::format 似乎很愚蠢，以至于避免使用 boost::format 这让我觉得我一定错过了一些东西。有没有人对这个问题有更深入的了解？

  /**
   *  @brief  Narrow char
   *
   *  This function converts the char to char using the simplest
   *  reasonable transformation.  If the conversion fails, dfault is
   *  returned instead.  For an underived ctype<char> facet, @a c
   *  will be returned unchanged.
   *
   *  This function works as if it returns ctype<char>::do_narrow(c).
   *  do_narrow() must always return the same result for the same input.
   *
   *  Note: this is not what you want for codepage conversions.  See
   *  codecvt for that.
   *
   *  @param __c  The char to convert.
   *  @param __dfault  Char to return if conversion fails.
   *  @return  The converted character.
  */
  char
  narrow(char_type __c, char __dfault) const
  {
    if (_M_narrow[static_cast<unsigned char>(__c)])
      return _M_narrow[static_cast<unsigned char>(__c)];
    const char __t = do_narrow(__c, __dfault);
    if (__t != __dfault)
      _M_narrow[static_cast<unsigned char>(__c)] = __t;
    return __t;
  }

Answer 1

_M_narrow 的定义是：

mutable char _M_narrow[1 + static_cast<unsigned char>(-1)];

实际上，并行写入/读取通常是一种危险，但在这种特殊情况下，据我所知，这很好。 （如果我错了，请有人纠正我）

• 数据结构是一个数组，如果写入它不会在结构上失效（与例如 std::map 相对）
• 元素本身是char。编写char 是所有主要处理器上的原子操作（与int、long 或double 相对）
• 我看到的唯一竞争条件是在检查缓存是否为空的if 和对缓存的写操作之间。但是如果发生竞争，两个线程并行评估do_narrow，然后都将相同的结果写入缓存。

我认为这涵盖了所有危险情况，这意味着此操作实际上是线程安全的，不需要锁定。

这种实现类型的唯一问题是 clang 的线程清理器讨厌它并且总是将其报告为潜在危险，即使它是安全的。