cppcon 2021 safety guidelines for C parallel and concurrency

• 语言: 英语
• 格式: .pdf
• 来源: github.com/CppCon

摘要

The document discusses the safety implications of concurrency in C++ across versions C++11, C++14, C++17, and C++20. It highlights the evolution of parallel and concurrency features, including abstractions like threads, async, locks, mutexes, atomics, and future standards like C++23. The document also addresses the need for safety-critical guidelines for automotive systems, referencing ISO 26262 and other industry standards. It emphasizes the importance of minimizing API surface area, reducing ambiguity, and increasing determinism in safety-critical APIs. The future direction includes integrating safety with machine learning and artificial intelligence, as well as aligning with standards like ISO 21448 and UL 4600.

AI总结

# 文档总结：C++ 并行与并发安全指南（C++Con 2021）

## 核心观点与关键信息

### 1. 并行与并发安全的重要性
- 并行与并发的使用需谨慎评估其安全性，需在整体安全策略中进行严格考量。
- 并行与并发功能在C++11、C++14、C++17、C++20等版本中逐步引入，需结合具体版本特性进行安全分析。

### 2. MISRA与C++安全标准的现状
- **MISRA**（汽车工业软件可靠性协会）和**C++ CG**（C++汽车工作组）是汽车行业中广泛采用的安全标准。
- **MISRA NEXT**是基于MISRA 2008版本扩展而来，结合了AUTOSAR的要求，但目前仍面临以下挑战：
- 人力资源不足。
- 对新特性（如C++17、C++20、C++23）的经验和覆盖不足。
- 未来计划：
- 推出MISRA NEXT+和CG NEXT版本。
- 分阶段逐步完善对新标准（如C++23、C++26）的支持。

### 3. 并行安全规则
- **C++11**：引入了线程、lambda函数、TLS、async、packaged tasks、promises、futures等特性。
- **C++14**：增加了共享锁、原子信号屏障等特性。
- **C++17**：新增了Parallel STL、无共享执行策略等。
- **C++20**：引入了Jthreads、中断令牌、协程、atomic_ref等特性。
- **C++23**：可能包含senders和receivers等新特性。
- **C++26**：可能包含executors和网络相关功能。

### 4. 汽车行业的需求与标准
- **ISO 26262**要求对并发进行建模和编码指导。
- **ISO/PAS 21448**（UL 4600）关注人工智能系统的功能安全（SOTIF）。
- **SAE ORAD**涉及汽车电子系统的设计和认证。

### 5. 未来发展方向
- **行业需求**：
- 新一代安全关键API（图形、计算、显示）的开发。
- CPU/GPU加速API的设计，以简化系统安全认证。
- **标准演进**：
- 需要结合机器学习和人工智能的安全性，逐步将安全与并发特性结合。
- 推动对新标准（如C++23、C++26）的支持。

### 6. 结论
- 并行与并发安全是汽车行业中不可忽视的挑战。
- MISRA和C++ CG的持续演进是保障安全的关键。
- 行业需进一步推动新标准的开发和应用，以满足未来汽车系统的需求。

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以上总结涵盖了文档的核心内容，重点突出了并行与并发安全的重要性、MISRA与C++标准的现状与未来发展方向，以及汽车行业的需求与标准。