多线程 绕过mutex的保护

mutex,能够解决线程安全的问题,但它不是万能的。下面的例子虽然使用了mutex,但是恶意注入了一个外部函数,导致把被mutex保护的双向链表,让一个外部的指针指向了,结果就可以通过这个外部的指针操作被保护的双向链表,也就绕过了metex的保护。

例子:

#include <list>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <algorithm>
#include <thread>
#include <unistd.h> using namespace std; //是线程安全的
class data_protect{
public:
list<int> alist{1,2};
mutex m;
public:
void add_list(int val){
//操作双向链表时,加锁了
lock_guard<mutex> g(m);
alist.push_back(val);
}
bool contains(int val){
//操作双向链表时,加锁了
lock_guard<mutex> g(m);
return find(alist.begin(), alist.end(), val) != alist.end();
}
//参数接受一个外来的函数,并把双向链表传递给了外来的函数
template<typename Function>
void do_data(Function func){
lock_guard<mutex> g(m);
func(alist);
}
}; list<int>* unprotect_list;
//外来的函数接收到了双向链表的引用,并把这个双向链表暴露给外面的非保护的双向链表的指针
void bad_func(list<int>& alist){
unprotect_list = &alist;
} void gl(data_protect& dp){
dp.do_data(bad_func);
//这个插入操作没有加锁,所以不是线程安全的
unprotect_list->push_back(99);
}
int main(){
data_protect dp;
gl(dp);
//alist被改变了
for(auto& s : dp.alist){
cout << s << endl;
}
}

为了避免上面的情况,最好遵守下面的准则:

不要将受保护的数据的指针或者引用传递到锁的范围之外,无论是通过函数返回它们,还是作为参数传递给用户提供的函数。

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