std::map的高效线程同步技术

Efficient thread synchronization technique for std::map

本文关键字：同步技术线程 map std 高效更新时间：2023-10-16

我有std::map< StudentName, Marks >，其中StudentName是std::string，Marks是整数。

现在，在我的应用程序中，多个线程正在访问这个映射到：

问题：在多线程环境中，对std::map执行上述操作最有效的方法是什么？

当前解决方案：在地图上执行所有这些操作的代码都放在关键部分中。但这会降低性能
（例如，如果一个线程正在为特定学生添加分数，为什么其他想要为不同学生添加分数的线程需要等待？）

我认为这是可以做到的：
我从SO上的其他类似问题/答案中收集了关于映射上多线程的信息，以下是我认为我需要做的。假设std::map不是线程安全的（即，当映射更新时，没有其他线程应该访问它）

但我不确定如何实现这一点（可以使用哪些线程同步对象/技术）我正在通过VS2010在Windows上开发此应用程序

这里有什么建议或替代方法吗？

更新：感谢大家的投入。遗憾的是，VS2010中没有可用的原子int。因此，以下是我根据您的意见计划做的事情。我要三种锁：在地图上：map_read_lock、map_write_lock关于元素：element_write_lock（对于每个元素）

现在，

在地图中查找元素时：获取map_read_lock（这将允许我同时查找）

当向映射添加/删除元素时：Get-map_write_lock（这将阻止容器的并发更新，我认为这是不推荐的）

更改值时：Get（map_read_lock&element_write_lock）（这将允许对不同值进行并行更改，但将防止对同一值进行并发更改。此外，在更新容器时将防止对值进行更改，反之亦然）

当一个线程增加学生A，另一个线程删除学生A？你需要即使只是在修改标记时也能锁定地图。或者你需要更复杂的事务管理（可能不是对于这样一个简单的案例来说是合理的）。

或者，您可以在地图上使用rwlock锁定地图中的每个元素。要修改标记，您需要映射上的读取锁定和元素上的排他锁定；到添加或删除一个学生，你就可以在地图上进行写锁定。但是这需要大量的额外资源。

之后，您可以考虑Reader/Writer锁，其中Reader锁不是独占的。但要注意，因为实际的评分是书面的，所以你可能需要为每个学生另加一个锁来避免争论。

我只想将最后两个（添加/删除StudentName）活动排除在外（在映射中添加/删除元素时，不应并行执行其他活动）

为此，您需要在地图上锁定读写器。

不允许多个线程访问映射的同一元素（这样多个线程就不能同时尝试增加/减少同一学生的分数）

这也相对简单：映射的每个元素都应该有自己的锁。这样，当访问元素而不修改映射结构时，您只需：

从而并行地访问多个单独的元件。

在Mark的特殊情况下，您也可以查看std::atomic。当一个简单的atomic可以做你想做的事情时，不需要使用锁：）