C++指定条件下函数指针赋值调用代码是否线程安全？

结论 #

这段代码不是线程安全的，即使满足你给出的两个特殊条件也一样。

原因分析 #

• 首先明确C++标准的基础规则：多个线程在没有同步措施的情况下，同时对同一个非原子变量执行写操作，不管写入的值是否完全相同，都属于「数据竞争」，是明确的未定义行为，程序运行结果没有任何保障。
• 你的代码的竞态场景非常容易复现：
  1. 初始状态下pfnSomeFunc为nullptr，两个线程同时调用CalledFromManyThreads
  2. 两个线程都先判断pfnSomeFunc == nullptr，都得到true的结果，同时进入赋值分支
  3. 两个线程同时执行pfnSomeFunc = SomeFuncGetter()，触发对pfnSomeFunc的并发写，直接产生数据竞争
• 哪怕SomeFuncGetter返回的值完全相同也解决不了问题：最坏情况下指针的写入操作可能被拆分为多个CPU指令执行，某个线程可能读到只写了一半的非法指针值，调用pfnSomeFunc()会直接触发崩溃，或者出现其他完全不可预期的行为。

简单的修复方案 #

你可以直接用C++11及以上标准提供的线程安全静态变量初始化（也叫magic static）来改写，不需要自己加锁也能保证安全：

PFN_SOMEFUNC GetSafeSomeFunc() {
    static PFN_SOMEFUNC instance = SomeFuncGetter();
    return instance;
}

void CalledFromManyThreads() {
    GetSafeSomeFunc()();
}

这种写法下，instance的初始化过程会被编译器自动加同步保护，只会执行一次，不存在并发问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者chaeyk