使用STL流来简化C++“线程安全”日志记录

流是一种强大的数据处理抽象机制，它允许你调用泛型的读/写函数，不必关心数据从什么地方来、到什么地方去。使用流，同样的代码可从控制台、文件、套接字等地方读取数据。

C++将流的强大能力与运算符重载合并到一起，为我们提供了>>和<<运算符，以便从流中读取，以及向流中写入，如清单A所示。

向流中写入通常不是“线程安全”（thread-safe）的。事实上，即便是fread和fwrite这样的基元函数，也不要求是线程安全的。不过，使用正确实现的标准模板库（STL）流，不仅能继续发挥流简单易用的特点，还能保证代码的线程安全。另外，你以前使用了<<运算符的代码仍可继续使用，所有线程安全问题都会在幕后解决。

STL流为什么默认不是线程安全的

C++标准没有规定向流中写入是否线程安全，但它通常都不是。这主要是考虑到效率问题。如果向流中的写入是线程安全的，就要求所有public（以及一些protected）函数也是线程安全的。根据STL文档，basic_ostream<>类（所有输出类的基类）有大量public函数。例如以下代码：
for (int idx = 0; idx < 1000000; ++idx) std::cout << idx << ' ';

假如向std::cout的写入是线程安全的，就需要至少200万个锁，这无疑会造成巨大的性能瓶颈。

另外，假如流使用了流缓冲（stream buffers），则缓冲也必须是线程安全的。对一个STL流类进行扩展，还会造成更大的线程安全性能问题。最后，即使STL流是线程安全的，如清单B所示的代码也不能担保生成你所希望的结果。

从表面看，清单B应该在控制台上打印以下结果：
message from thread 1
message from thread 2

但它实际输出的是：
message from message from thread 2
thread 1

这是因为在第一个线程成功打印message和from之后，第二个线程将接管控制权，打印它的完整的消息。之后，第一个线程继续打印它尚未完成打印的内容。这个简单的例子演示了假如代码不是线程安全的，可能有什么后果。