STL地圖的高效線程同步技術

我有這個經典問題。我有STL地圖< StudentName，Marks>其中StudentName是字符串，標記是整數。現在STL地圖的高效線程同步技術

，在我的應用程序，多個線程正在訪問這個地圖：

查找StudentName。如果存在，增加其商標StudentName的
減少標記
添加StudentName到地圖
從地圖中刪除StudentName

問題：什麼是最有效的方法做上述的STL操作多線程環境中的地圖？

當前解決方案： 在地圖上執行所有這些操作的代碼放在臨界區域內。但這是性能下降。（？舉例來說，如果一個線程是添加標記特定的學生，爲什麼誰想要添加標記爲不同的學生其他線程需要等待）

這是我認爲可以做： 我收集關於SO上其他類似問題/答案在地圖上多線程的信息，這裏是我認爲我需要做的。提供STL的地圖都不是線程安全的，（即當正在更新它沒有其他線程應該訪問地圖）

我想把只有最後兩個（添加/刪除StudentName）活動的獨家（沒有其他活動應該做的事在並行而添加/刪除從地圖元素/）
不允許多個線程訪問地圖的相同元素（這樣，多線程不能試圖增加同學生/減少標誌同時）

但我不知道我怎麼能做到這一點（可以使用什麼線程同步對象/技術）我正在通過VS2010在Windows上開發此應用程序

這裏有任何建議或替代方法嗎？

更新： 感謝大家的意見。不幸的是，在VS2010中沒有可用的原子整數。所以，這是我打算根據你的意見做的事情。我有三種鎖：上圖：map_read_lock，map_write_lock 上的元素：element_write_lock （對於每個元素）

現在，

當在地圖中尋找元素：獲取map_read_lock （這將請允許我同時認定）

當添加/刪除元素映射：獲取map_write_lock （這將防止容器的併發更新，我相信，不推薦）

當更改值時：Get（map_read_lock & element_write_lock）（這將允許並行更改爲不同的值，但會阻止同時更改爲相同的值。此外，將防止容器更新時的值更改，反之亦然）

請建議這聽起來不錯。

來源

2013-08-30 Atul

使用互斥鎖，即boost :: mutex和scope_lock。最重要的鎖只有當你必須和只是一段時間。例如，當您將元素插入到地圖中並獲取值時。就這樣。順便說一句，考慮使用hashmap即std :: unordered_map - 在某些情況下它更有效。 – LukeCodeBaker

'提供的STL映射不是線程安全的（即沒有其他線程應該在更新時訪問映射）'不完全，我已經在這裏回答了類似的問題http://stackoverflow.com/questions/16130494/are- stdmap-and-stdvector-thread-safe/16130513＃16130513如果您不修改映射本身，則可以訪問它的讀寫元素，前提是沒有給定元素的競爭條件。 – alexrider

@LukeCodeBaker他需要以某種方式同步他所有的操作。 –

當一個線程增加學生A的標記而另一個線程刪除學生A時會發生什麼？即使只是修改標記，您也需要在地圖上鎖定。或者你需要更復雜的交易管理（這可能不是合理的這樣一個簡單的情況）。

或者，您可以在地圖上使用rwlock，並在地圖中的每個元素上使用獨有的鎖定。要修改標記，你需要在地圖上讀取一個鎖，並在該元素上設置一個獨佔鎖;到添加或刪除學生，您在地圖上寫入鎖定。但是這需要大量的額外資源。

來源

2013-08-30 11:00:51

如果學生被引用計數，「刪除」只是「從地圖上刪除」（取決於實際釋放數據的引用計數），那麼修改標記時是否仍需要鎖定地圖？ –

@WangderingLogic如何才能將學生引用統計？它們存在於地圖中。 –

我們即將爲每個「Marks」類型的對象添加一個互斥鎖。所以我假設我們可以同時將'Marks'作爲一個結構體的智能ptr。（或者，我猜是因爲Marks目前只是一個整數，所以我們可以將它變成'std :: atomic_int'，然後在地圖上使用'rwlock'）。 –

第一個問題：學生應該怎麼高效？
第二個問題：多線程真的需要嗎？如果是爲了效率，也許它甚至沒有幫助。

之後，您可以考慮Reader/Writer lock，其中讀卡器鎖不是排他性的。但要小心，因爲實際的評分是寫作的，所以你可能需要爲每個學生另外鎖定以避免爭用。

來源

2013-08-30 10:59:23 stefaanv

學生人數會非常高（20k或更多），並且用於決定增加/減少分數的輸入來自不同的來源。因此，多線程。 – Atul

我想把只有最後兩個（添加/刪除StudentName）活動的獨家（沒有其他活動應以並行方式執行，同時添加/從地圖中刪除元素/）

爲此，您需要在地圖上設置讀寫器鎖定。

添加/刪除需要獨佔訪問（寫入器）
訪問學生需要（僅）共享訪問（讀取器）

不要允許多個線程訪問的相同的元件地圖（以便多個線程不能嘗試同時增加/減少同一學生的標記）

這也是相對簡單的：地圖的每個元素都應該有自己的鎖。以這種方式，訪問元件時不修改映射結構可以只是：

鎖定在共享訪問地圖
鎖定各個元素（即，每個元件都需要自己的鎖）

並因此並行地訪問多個單獨的元素。

在您的特殊情況下，您還可以查看std::atomic。當一個簡單的atomic可以做你想做的事時，不需要去使用鎖。

來源

2013-08-30 14:38:29

std :: atomic會幫助增加/減少標記，但是如果另一個線程刪除了map元素呢？猜猜我們仍然需要鎖？如果錯了，PLZ糾正我。 – Atul

@Andrew：這就是爲什麼讀者/寫作者鎖定在地圖上的原因。要增加/減少鎖定（讀取模式），並因此排除地圖本身上的任何添加/刪除操作。 –

STL地圖的高效線程同步技術

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