是什么导致了 std::async 中的数据争用？

Question

我最近在康威的生命游戏中创建了一个模式搜索程序，但是运行太慢了，不实用。
所以我决定将它并行化，但我失败了；它导致了分段错误，这很可能是由于数据竞争造成的。
代码简单解释：

/* ... */
#include <list>
#include <mutex>
#include <future>
#include <iostream>
#include <forward_list>
int main() {
    /* ... */
    while (true) {
        /* ... */
        std::forward_list</*pattern type*/> results;
        std::list<std::future<void>> results_future;
        std::mutex results_mutex;
        for (/*All the possible unique pattern in given grid*/)
            results_future.push_back(std::async([&]{
                /*A very hard calculation*/
                if (/*The pattern is what I'm looking for*/) {
                    std::lock_guard<std::mutex> results_guard(results_mutex);
                    results.push_front(std::move(/*The pattern*/));
                }
            }));
        while (!results_future.empty()) {
            results_future.front().wait();
            results_future.pop_front();
        }
        if (!results.empty()) {
            for (auto &res : results)
                std::cout << "Pattern found:" << std::endl << res;
            return 0;
        }
    }
}

我很确定 results 是唯一声明在 lambda 表达式的函数范围之外并在那里被修改的对象，所以我用互斥锁锁定了它。
但数据竞赛仍然存在。那么是什么原因造成的呢？

Answer 1

我发现问题与 lambda 捕获有关：

for (/*All the possible unique pattern in given grid*/)
    results_future.push_back(std::async([&]{
        /*pattern type*/ patt_orig = search_grid;
        /* ... */
    }));

search_grid，如上面 SingerOfTheFall 的评论所述，是通过引用捕获的。并在 lambda 范围内转换为模式类型。问题是 search_grid 可以修改而它正在转换为模式类型，反之亦然。数据竞赛！

转换必须在 lambda 捕获内：

for (/*All the possible unique pattern in given grid*/)
    results_future.push_back(std::async([&, patt_orig = (/*pattern type*/)search_grid]{
        /* ... */
    }));

现在一切正常。

是什么导致了 std::async 中的数据争用？

What is causing data race in std::async here?

c++

parallel-processing

mutex

future

stdasync