C++中所有写操作完成后无需持互斥锁访问数据是否安全？

示例代码的安全性 #

你的示例代码是完全安全的，无需在最后一行访问arr时持有互斥锁。

原因在于std::thread::join()本身具备明确的线程同步语义：当主线程调用join()并等待子线程结束后，子线程中所有完成的内存写操作（包括那些通过互斥锁保护的对arr的修改），都会被同步到主线程的内存视图中。主线程此时看到的arr一定是所有子线程修改完成后的最终状态，不会出现缓存不一致的问题，最后一行的访问行为不存在未定义行为。

无需持锁即可访问数据的场景 #

满足以下任意一种情况时，你可以不用持锁访问共享数据：

• 所有写操作已完全结束，且无后续写操作：确保没有任何线程会再修改该数据，同时通过可靠的同步机制（比如join、条件变量的wait/notify、原子操作的内存屏障）让当前线程能看到所有写操作的最终结果。你的示例就属于这种情况。
• 数据仅被只读访问：所有线程对该数据都只执行读操作，没有任何写操作，自然不会有数据竞争问题。
• 使用原子类型存储数据：比如用std::atomic<int>替代普通int，原子操作本身提供了内存可见性保障和操作原子性，无需额外互斥锁即可安全读写。

需要注意的是，如果在join之后仍有其他线程可能异步修改arr，那主线程访问时依旧需要持有互斥锁，否则会引发数据竞争。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者4-bit