[C++知识库]C++11 推荐 const 修饰的成员函数 最好实现成线程安全的，否则就尽量不要这样修饰

1. 总览

   • 核心

     • const修饰的成员函数理论上说是不会修改值的.

     • 如果有成员mutable,则是可以修改.

     • 修改就会遇到资源竞争和多线程安全问题。

   • 多线程安全

     • 只有多线程共享的数据才会有多线程安全问题。

     • 即一致性问题，其实对于某些数据，只有整个独占才能保证多线程安全。

     • 或者确认不共享，只有一个线程串行使用。

   • 文章内容

     • 多线程安全函数的案例不太靠谱。

     • 不过是针对C++98和C++11来将,还是有一点内容的。

2. 多线程安全

   • 读写模式

     • 采用volatile和内存屏障的形式保证一致性.

     • 修改方用函数修改了之后就写屏障使生效。读取方则短暂用读屏障，保证数据有效。

     • 适合特别短的代码等待。长等待需要用锁，让线程睡眠，以让出资源，而不是空转。

     • volatile和barrier一般是在C语言里面使用.

   • 统计模式

     • atomic类对基本类型实现原子操作. 效率没有上面的高,不过更安全可靠.

   • 长任务模式

     • 对于与需要常事件处理并占用一系列资源的情况. 需要用互斥。

     • mutex,sem,condition等.

3. C++11

   • 简介

     • 支持了函数声明为const,表示函数不会修改类的成员数据,const类型.

     • 这类修饰表明了不会在函数中修改,不保证其他不会修改.

     • 仅仅是限制自身不会对内容进行修改.

   • 修饰目的

     • 用于多线程安全,虽然可能也会发生修改.

     • 但是语义上不能修改. 而自己开发的时候 也需要注意.

     • 虽然 也可以通过mutable修饰变量可修改.

   • const函数的本质

     • 普通函数,第一个参数是变量指针,第二三参数是其他.

     • 函数只能保障自己不会修改输入数据,即obj对象.

   • 发现问题

     • 编译阶段发现问题。

     • 可以较早发现这类错误做法。

     • 主要是不修改当前类的值。

   • 案例

     class T {
     public:
        void cool() const {
            x = 1;
        }
     public:
        mutable int x{0};
     };
     
     int main() {
        T d;
        d.cool();
     }
     

     • 这类是可以的,但是修改了值,就存在竞争问题。

     • 只读一般就不存在资源竞争问题。

   • 竞争的原因

     • CPU缓存一致性导致读写数据不对。

     • 不修改，只读就不存在问题。对共享数据改就存在问题。

4. 总结

   • 建议const尽量做到多线程安全,即不修改数据.

   • std::atomic比mutex效率高,使用场景是单个标量或者某个内存区间的值.