多读写器类的线程安全性

Thread safety of multiple-reader/single-writer class

本文关键字：线程 安全性 读写器      更新时间：2023-10-16

我正在处理一个经常读取但很少写入的集合。

class A {
  boost::shared_ptr<std::set<int> > _mySet;
public:
  void add(int v) {
    boost::shared_ptr<std::set<int> > tmpSet(new std::set<int>(*_mySet));
    tmpSet->insert(v);  // insert to tmpSet
    _mySet = tmpSet;    // swap _mySet
  }
  void check(int v) {
    boost::shared_ptr<std::set<int> > theSet = _mySet;
    if (theSet->find(v) != theSet->end()) {
      // do something irrelevant
    }
  }
};

在类中，add()只由一个线程调用，check()由多个线程调用。CCD_ 3不关心CCD_ 4是否是最新的。类线程安全吗？执行check()的线程是否可能观察到swap _mySet发生在insert to tmpSet之前？

这是shared_ptr实现线程安全的一个有趣用法。是否正常取决于boost::shared_ptr。特别是，它是否建立了某种fence或membar，这样就可以保证所有写入CCD_ 11的构造函数和CCD_指针值的修改变得可见。

我可以在Boost中找到没有线程安全保证智能指针的文档。这让我大吃一惊，因为我确信有一些。但快速查看1.47.0的来源，发现没有，并且在线程环境中使用CCD_ 12将失败（有人能告诉我我缺了什么吗？我不能认为boost::shared_ptr忽略了线程。）

无论如何，有三种可能性：不能使用共享指针在线程环境中（似乎就是这样），共享指针在线程环境中确保其自身的内部一致性，但是没有建立关于其他对象的排序，或者共享指针建立完全排序。只有在最后一种情况下你的代码是安全的。在第一种情况下，你需要某种形式的把所有东西都锁起来，第二天，你需要一些fence或membar，以确保实际完成必要的写入在发布新版本之前，他们将在正在尝试读取。

您确实需要同步，它不是线程安全的。一般来说，这并不重要，即使是像shared += value;这样简单的东西也不是线程安全的。

看看这里关于shared_ptr的线程安全的例子：Is boost shared_ptr<XXX>线程安全？

我也会质疑您在add()中的分配/交换以及在check() 中使用shared_ptr

更新：

我回去为shared_ptr重新安装了dox。。。在您的特定情况下，它很可能是线程安全的，因为shared_ptr的引用计数是线程安全。但是，由于不使用读/写锁，您正在进行（IMHO）不必要的复杂性操作。

最终这个代码应该是线程安全的：

atomic_store(&_my_set,tmpSet);

和

theSet = atomic_load(&_mySet);

（而不是简单的分配）

但我不知道shared_ptr的原子性支持的现状。

注意，以无锁的方式向shared_ptr添加原子性实际上是一件很难的事情；因此，即使实现了原子性，它也可能在互斥对象或用户模式自旋锁上中继，因此，有时可能会遇到性能问题

编辑：也许还应该添加_my_set成员变量的volatile限定符。。但我不确定它是否是原子操作

的语义所严格要求的
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