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C++:在编译时确保函数只在指定线程上调用

static-assert static-analysis multithreading c++

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GreyCat · 技术社区 · 5 年前

我有一个方法可以修补一个不安全的复杂结构。通常,这不是问题,因为基本上所有对这个方法的调用都应该从初始化阶段开始,初始化阶段应该在一个线程中运行(我们已经开始的同一个线程) main() 与)。

然而,看起来我的代码库中的一些恶意组件确实在从非主线程调用此方法。显然,我可以在这个方法中添加一个mutex/lock保护来防止潜在的调用,但是,从我的角度来看,这只是一个解决方案,而不是我要寻找的解决方案。

当然,我也可以添加运行时断言,例如:

static std::thread::id s_main_thread_id

int main(...) {
    s_main_thread_id = std::this_thread::get_id();
    // ...
}

void vulnerable_function() {
    ASSERT(std::this_thread::get_id() == s_main_thread_id);
}

... 但这不能保证。

问题:

我已经看过了 assert-like contracts 在C++ 20中,但是如果我在正确的路径上,或者我可以应用它。

2 回复 | 直到 5 年前

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Zan Lynx 5 年前

你能做的就是建立一些断言宏。使用线程库获取线程标识符。在代码第一次构建数据结构时保存线程ID。然后在每次输入这些函数时断言它与当前线程ID相匹配。

CEF(Chromium-Embedded Framework)库使用这个。

通过像断言一样包装这些宏,预处理器将在设置了-DNDEBUG的发布版本中删除它们。

如果您曾经有过发烧友,CEF也有一些函数来发布和处理消息,这样其他线程就可以通过向UI线程发布消息来完成对UI线程的工作。

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Solomon Slow 5 年前

…对该方法的所有调用都应从初始化阶段开始。。。

别管螺纹了。如果只在“初始化”期间调用该函数,请确保它只能在初始化期间调用:

boolean initialization_is_complete = false;

problematic_function(...) {
    ASSERT(! initialization_is_complete);
    ...
}

initialize_the_system(...) {
    ...
    call_things_that_call_problematic_function(...);
    ...
    initialization_is_complete = true;
}

ASSERT()将在运行时发生,对吗?。。。我希望一些静态分析工具能够在编译时[防止]这种情况发生。

我不是C++专家。我只知道“未经授权”的“时间”的声明 private 对一个班级或 static 如果我能 problematic_function() 是 静止的 在一个公共符号只在“初始化”时有用的编译单元中,我会这样做。

有问题的函数() 在其他地方,我会认真考虑,在其他地方,这不是一个问题。

*如果你拉一些 constexpr template 我没想到的把戏不一个C++专家,那么我敢打赌,它仍然依赖于声明某物这在init代码的作用域内,而在所有其他代码的作用域之外。

std::thread 数据类型是由库提供的,编译器本身无法知道将要执行其转换的代码的线程的标识。

也就是说, std::this_thread::get_id() 不是 常量表达式 ,而且没有把它和任何 标准::螺纹 在节目里。

也许有一天他们会定义 std::main_thread ...