指向STL容器線程安全的指針（隊列/ Deque）

Question

我目前有一些多線程難題。我有兩個線程，一個讀取串行數據，另一個嘗試從數據中提取數據包。這兩個線程共享一個隊列。試圖創建包線程有一個名爲解析與以下聲明功能：

Parse(std::queue<uint8_t>* data, pthread_mutex_t* lock); 

本質上講，它需要一個指向STL隊列，並使用pop（）方法，因爲它經過隊列找包。由於任何pop（）被鎖定，並且在Parse函數和將數據推送到隊列中的線程之間共享此鎖，所以使用該鎖。這樣，可以在數據被主動添加到隊列時解析隊列。

代碼似乎工作的大部分，但我看到無效數據包在一個比我想象的更高的速度。我的主要問題是，我想知道指針是否正在改變，而我正在讀取隊列中的數據。例如，如果第一個線程推送了一堆數據，那麼在內存中發現隊列的位置是否有可能改變？或者我保證即使添加數據，指向隊列的指針也會保持不變？我擔心隊列的內存可以在我的Parse（）函數中重新分配，因此在我的函數中間，指針會失效。

例如，我知道某些STL迭代器對某些操作是無效的。但是，我傳遞一個指向容器本身的指針。就是這樣的：

// somewhere in my code I create a queue 
std::queue<uint8_t> queue; 
// elsewhere... 
Parse(&queue, &lock_shared_between_the_two_threads); 

指向容器本身的指針是否會失效？它指向什麼？第一個元素，或...？

請注意，我不是指向任何給定的元素，而是指向容器本身。另外，我從來沒有指定應該使用哪個底層容器來實現隊列，所以在它下面，它只是一個雙端隊列。

任何幫助將不勝感激。

編輯8/1：

我能夠在我的代碼上運行一些測試。幾點：

1. 容器本身的指針不改變我的程序的生命週期。這是有道理的，因爲隊列本身是一個類的成員變量。也就是說，儘管隊列的元素是動態分配的，但隊列本身並不是這種情況。

2. 我遇到的壞包似乎是我收到的串行數據的函數。我將所有數據都轉儲到了一個十六進制文件，並能夠找到無效的數據包，並且我的算法正確地將它們標記爲這樣。

其結果是，我在想傳遞一個引用或指針到一個STL容器放入一個函數是線程安全的，但我想聽到更多的評論確保這種情況下，或如果這是特定於實現的（因爲很多STL是...）。

Answer 1

您擔心在一個線程中修改容器（添加/刪除節點）會以某種方式使指向另一個線程中容器的指針無效。容器是抽象的，並且除非您刪除容器對象本身，否則它將保持有效。由容器維護的數據的內存通常由stl::allocators分配到堆上。

根據容器對象本身的創建方式，這與爲堆棧，堆等分配容器對象本身的內存大不相同。 container與allocator之間的這種分隔是阻止對修改容器對象本身的數據進行一些修改。

爲了讓你的問題更簡單，就像Jonathan Reinhart所說的那樣，使它成爲一個單線程系統，讀取流並解析它。

在附註中，是否考慮過使用Boost Lookfree Queues或類似的東西。它們專爲這種類型的場景而設計。如果您正在接收數據包/頻繁讀取數據包，則鎖定隊列以便讀取/寫入每個數據包可能會成爲一項重大的性能開銷。