3. 线程间共享数据

 1. 线程共享数据会造成什么问题？

1.1 读写不一致

多线程读不会造成数据变动，所以没有问题。只要有一个线程设计修改数据，就会导致数据共享出现问题，简单的是数据不一致，严重的是程序访问已经释放的内存，造成程序崩溃。

1.2 顺序不一致（竞态条件）

1.2.1 为什么要有顺序性问题？

因为，读写操作的不同，不同的访问顺序是是十分重要的。

1.2.2  造成顺序性问题的原因？

因为，需要改动多处数据，造成必须要保证改动多出数据时每一步的连续（一个线程多处改动，多次改动，都必须抢占cpu，不能允许其他线程在这个过程被其他线程修改）

1.2.3 如何防止恶性的条件竞争？

什么是恶性竞争？可以理解为破坏程序，导致程序崩溃的，读写不一致程序还能运行，如果释放指针，访问已经释放的地址导致内存崩溃。

防止恶性竞争的方式有：

1. 修改数据时，每一步动作不被其他线程抢占。（常见的有：互斥锁）
2. 使用事务，也就是原子操作。（mysql的事务，redis中lua脚本）

2. 互斥方式保护共享数据

2.1 互斥锁

通过std::mutex，然后调用lock和unlock函数。但是通过unlock，则需要在每一个访问共享数据的线程上都调用unlock，同时也要注意抛出异常的问题，所以采用了基于RAII机制的lock_guard()函数，构造时加锁，析构时释放锁。

缺点：一旦有暴漏的引用或者指针，那么访问加锁后，仍然能够被访问（可以推导出，加锁并不是锁内存，很可能就是锁变量的访问）。就是：你要访问共享变量，你就需要对所有的访问共享变量的环节都互斥锁，进行访问，不然的话如果通过指针或者引用去访问内存时，是无法解决这个问题的。

class some_data
{
    int a;
    std::string b;
public:
    void do_something();
};

class data_wrapper
{
private:
    some_data data;
    std::mutex m;
public:
    template<typename Function>
    void process_data(Function func)  
    {
        std::lock_guard<std::mutex> l(m);
        func(data);   1.受保护的线程安全的函数，如果多线程访问该函数的时候，就一定线程安全，因为使用了互斥锁。
    }
};

some_data* unprotected;

void malicious_function(some_data& protected_data)
{
    unprotected=&protected_data;
}

data_wrapper x;

void foo()
{
    x.process_data(malicious_function);   2.如果你某天添加功能，以引用或者指针的方式向外部调用恭喜那个变量，这个时候就是非线程安全了，因为malicious_function是非线程安全的。
    unprotected->do_something();   以无保护方式访问本应受保护的共享数据
}