多線程 繞過mutex的保護

mutex，能夠解決線程安全的問題，但它不是萬能的。下麵的例子雖然使用了mutex，但是惡意註入了一個外部函數，導致把被mutex保護的雙向鏈表，讓一個外部的指針指向了，結果就可以通過這個外部的指針操作被保護的雙向鏈表，也就繞過了metex的保護。

例子：

#include <list>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <algorithm>
#include <thread>
#include <unistd.h>

using namespace std;

//是線程安全的
class data_protect{
public:
  list<int> alist{1,2};
  mutex m;
public:  
  void add_list(int val){
    //操作雙向鏈表時，加鎖了
    lock_guard<mutex> g(m);
    alist.push_back(val);
  }
  bool contains(int val){
    //操作雙向鏈表時，加鎖了
    lock_guard<mutex> g(m);
    return find(alist.begin(), alist.end(), val) != alist.end();
  }
  //參數接受一個外來的函數，並把雙向鏈表傳遞給了外來的函數
  template<typename Function>
  void do_data(Function func){
    lock_guard<mutex> g(m);
    func(alist);
  }
};

list<int>* unprotect_list;
//外來的函數接收到了雙向鏈表的引用，並把這個雙向鏈表暴露給外面的非保護的雙向鏈表的指針
void bad_func(list<int>& alist){
  unprotect_list = &alist;
}

void gl(data_protect& dp){
  dp.do_data(bad_func);
  //這個插入操作沒有加鎖，所以不是線程安全的
  unprotect_list->push_back(99);
}
int main(){
  data_protect dp;
  gl(dp);
  //alist被改變了
  for(auto& s : dp.alist){
    cout << s << endl;
  }
}

為了避免上面的情況，最好遵守下麵的準則：

不要將受保護的數據的指針或者引用傳遞到鎖的範圍之外，無論是通過函數返回它們，還是作為參數傳遞給用戶提供的函數。