多線程執行寫入？

Question

我希望有人能在多個線程如何編寫一個共同的容器（如地圖）的建議。在某些線程可能使用Boost和C++

地圖可能是類型共享相同的密鑰的情形：標準::地圖，用不同的線程訪問對象來修改不同數據成員。在繼續之前，每個線程是否等待當前線程執行unique_lock來完成？

會是因爲每個線程進入一個關鍵部分，因爲這例子簡單：

//somewhere within the code 
boost::unique_lock mutex; 

void modifyMap(const std::string& key,const unsigned int dataX, 
       const unsigned int dataY) 
{ 
    // would each thread wait for exclusive access? 
    boost::unique_lock<boost::shared_mutex> lock (mutex); 

    // i now have exclusive access no race conditions; 
    m_map.find(key)->second.setDataX(dataX); 
    m_map.find(key)->second.setDataX(dataY); 
} 

在此先感謝

Answer 1

您應該創建一個數據結構的線程安全的實現。它可以是基於鎖的（例如通過使用互斥鎖來實現），也可以是無鎖的（使用C++ 11和boost中支持的原子操作或內存排序）。

我簡要介紹一下基於鎖的方法。例如，你可能想要設計一個線程安全的鏈表。如果你的線程只執行讀操作，一切都是安全的。另一方面，如果您嘗試寫入此數據結構，則可能需要列表中的前一個和下一個節點指針（如果它的雙鏈接需要更新其指針以指向插入的節點）並在修改它們時某些其他線程可能會讀取不正確的指針數據，因此您需要鎖定要插入新節點的兩個節點。這會創建序列化（其他線程等待互斥體解鎖），並降低併發的可能性。

與查找表的完整的例子就是書中的「C++併發：實用多線程」可以由安東尼·威廉姆斯在171頁，其中列出6.11。由於本書的作者同時設計了boost :: thread和C++ 11線程庫，因此本書是使用最新C++標準進行多線程編程的良好開端。

更新：爲了讓您的示例適用於讀/寫（如果您還需要更多的操作來保護它們），最好使用boost :: shared_mutex，它基本上允許多讀單寫訪問：線程想要寫入，而不是獲得獨佔鎖，所有其他線程將不得不等待。以下是一些代碼：

template <typename mapType> 
class threadSafeMap { 

boost::shared_mutex map_mutex; 
mapType* m_map; 

public: 

threadSafeMap() { 
    m_map = new mapType(); 
} 


void modifyMap(std::string& key,const unsigned int dataX, 
       const unsigned int dataY) 
{ 
    //std::lock_guard in c++11. std::shared_mutex is going to be available in C++14 
    //acquire exclusive access - other threads wait 
    boost::lock_guard<boost::shared_mutex> lck(map_mutex); 

    m_map.find(key)->second.setDataX(dataX); 
    m_map.find(key)->second.setDataX(dataY); 
} 


int getValueByKey(std::string& key) 
{ 
    //std::lock_guard in c++11. std::shared_mutex is going to be available in C++11 
    //acquire shared access - other threads can read. If the other thread needs access it has to wait for a fully unlocked state. 
    boost::shared_lock<boost::shared_mutex> lck(map_mutex); 

    return m_map.getValue(key); 
} 


~threadSafeMap() { 
    delete m_map; 
} 


}; 

鎖定對象被破壞，互斥鎖在生命週期結束時解鎖。 mapType模板可以被你的地圖類型替換。