Безопасное обращение со строками в многопоточных приложениях на Delphi

Delphi , Компоненты и Классы , Потоки

Вопрос о безопасности многопоточного доступа к данным является актуальным для разработчиков, использующих технологии многозадачности и параллельных вычислений. В контексте языка программирования Delphi, который использует Object Pascal, особенно важно понимать, как обеспечить корректное взаимодействие потоков при работе со строками.

Проблема

Предположим, что массив Source находится в коллекции, которая может быть изменена только после операции копирования с изменением владельца (COW, Copy-On-Write). Вопрос заключается в том, является ли данный метод клонирования массива строк безопасным в многопоточной среде?

for i:= Low(Source) to High(Source) do begin
  InterlockedIncStringRefCount(@Source[i]);
end;
Move(Source[0], Dest[0], Size * SizeOf(string));

Контекст

Приведенный выше код использует атомарные операции для увеличения счетчика ссылок на строки в массиве, а затем копирует данные в целевой массив. Важно отметить, что операция Move используется для ускорения процесса копирования, и она работает вдвое быстрее стандартной функции System.CopyArray. Однако, если убрать атомарность увеличения счетчика ссылок, скорость может удвоиться, но тогда потребуется заблокировать массив во время копирования, что может быть затратно.

Подтвержденный ответ

Согласно предоставленной информации, если массив Source действительно находится в коллекции, которая может быть изменена только после COW-операции, то данный метод клонирования массива строк безопасен в многопоточной среде. Атомарные операции увеличения счетчика ссылок гарантируют корректность работы с общими данными.

Комментарии в контексте указывают на важность использования атомарных операций для обеспечения безопасности многопоточности, несмотря на возможное влияние на производительность. Пример, приведенный в комментариях, показывает, что блокировка Source не влияет на безопасность, поскольку изменение происходит не с самим Source, а со строками, на которые он ссылается.

Альтернативный ответ

Альтернативный подход, предложенный в контексте, заключается в блокировке Source, выполнении копирования с помощью Move и последующем увеличении счетчика ссылок. Однако, такой подход ошибочен, поскольку блокировка Source не влияет на операции, проводимые с строками, на которые Source ссылается.

Пример кода

Ниже приведен пример кода на Object Pascal, который демонстрирует использование атомарных операций для безопасного клонирования массива строк:

program SafeStringCloning;
{$APPTYPE CONSOLE}
uses
  System.SysUtils,
  System.MathUtils;

const
  Size = 100 * 1000;

function RDTSC: Int64;
asm
  RDTSC;
end;

procedure InterlockedIncStringRefCount(var S: string);
asm
  mov eax, [S]
  test eax, eax
  jz @done
  mov ecx, [eax-8]
  inc ecx
  jz @done // Do not touch constant strings.
  lock inc dword ptr [eax-8]
@done: 
end;

var
  Source: array of string;
  Dest: array of string;
  i, a: Integer;
  StartTime: Int64;
  Duration, MinDuration: Int64;

begin
  // Инициализация Source
  SetLength(Source, Size);
  // Заполнение Source строками
  for i := 0 to Size - 1 do
    Source[i] := IntToStr(i);

  // Выделение памяти для Dest
  SetLength(Dest, Size);

  // Ассистированное копирование
  MinDuration := MaxInt;
  for i := 0 to 100 do begin
    StartTime := RDTSC;
    for a := Low(Source) to High(Source) do
      InterlockedIncStringRefCount(Source[a]);
    Move(Source[0], Dest[0], Size * SizeOf(string));
    Duration := RDTSC - StartTime;
    MinDuration := Min(MinDuration, Duration);
  end;
  // Вывод результатов
  Writeln('Assisted move took ' + IntToStr(MinDuration div 1000) + ' ticks');
  Readln;
end.

Этот код демонстрирует, как можно безопасно клонировать массив строк в многопоточной среде, используя атомарные операции и эффективное копирование данных.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Вопрос связан с безопасным обращением со строками в многопоточных приложениях на Delphi, особенно в контексте коллекций, поддерживающих Copy-On-Write, и использования атомарных операций для увеличения счетчика ссылок на строки перед их копирова

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Потоки ::