C++ 线程之间的内存共享

Question

我是 C++ 线程的新手，我试图清楚地了解内存是如何在线程之间共享/不共享的。我在 C++11 中使用std::thread。 根据我在其他 SO 问题上阅读的内容，stack 内存仅由一个线程拥有，heap 内存在线程之间共享。因此，根据我对堆栈与堆的理解，以下应该是正确的：

#include <thread>
using namespace std;

class Obj {
public:
    int x;
    Obj(){x = 0;}
};

int main() {
    Obj stackObj;
    Obj *heapObj = new Obj();
    thread t([&]{
        stackObj.x++;
        heapObj->x++;
    });
    t.join();
    assert(heapObj->x == 1);
    assert(stackObj.x == 0);
}

如果我搞砸了一堆东西，请原谅我，lambda 语法对我来说很新。但希望我正在尝试做的是连贯的。 这会按我的预期执行吗？如果不是，我误会了什么？

Answer 1

记忆就是记忆。 C++ 中的对象占用内存中的某个位置；该位置可能在堆栈或堆上，或者它可能已被静态分配。对象的位置无关紧要：任何具有对象引用或指针的线程都可以访问该对象。如果两个线程有​​一个对象的引用或指针，那么两个线程都可以访问它。

在您的程序中，您创建一个工作线程（通过构造一个std::thread）来执行您提供的 lambda 表达式。因为您通过引用捕获了stackObj 和heapObj（使用[&] 捕获默认值），所以该lambda 引用了这两个对象。

这些对象都位于主线程的堆栈上（注意heapObj 是一个指针类型的对象，位于主线程的堆栈上，指向位于堆上的动态分配的对象）。不制作这些对象的副本；相反，您的 lambda 表达式具有对对象的引用。它直接修改stackObj，间接修改heapObj指向的对象。

主线程加入工作线程后，heapObj->x 和stackObj.x 的值都是1。

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如果您使用了值捕获默认值 ([=])，您的 lambda 表达式将会复制stackObj 和heapObj。 lambda 表达式中的表达式stackObj.x++ 将增加副本，而您在main() 中声明的stackObj 将保持不变。

如果通过值捕获heapObj，则只复制指针本身，因此在使用指针的副本时，它仍然指向同一个动态分配的对象。表达式heapObj->x++ 将取消引用该指针，产生您通过new Obj() 创建的Obj，并增加它的值。然后，您会在 main() 的末尾观察到 heapObj->x 已递增。

（请注意，要修改按值捕获的对象，必须将 lambda 表达式声明为mutable。）

Answer 2

我同意 James McNellis 的观点，即 heapObj->x 和 stackObj.x 将是 1。

此外，此代码仅有效，因为您在生成线程后立即join。如果你启动了线程，然后在它运行时做了更多的工作，异常可能会展开堆栈，突然新线程的stackObj 无效。这就是为什么在线程之间共享堆栈内存不是一个好主意，即使它在技术上是可行的。