多线程向量

multithread vector

本文关键字：向量 多线程      更新时间：2023-10-16

我正在C++从事一个使用自行创建的地图来存储数据的项目 - 从这个意义上说，地图更像是"地理"地图，所以是图像。有不同的线程读取和写入它。地图的数据存储在整数向量的 std 向量中。它的大小不会改变，只有某些像素的内容通过getter和setter功能改变。

我的问题如下：有时一切正常，但更多时候我得到损坏的图像，从某种意义上说，像素的值会发生变化或变得与它们应该完全不同。这可能是对像素的线程读/写访问的问题，如果是这样，我应该使用什么而不是标准向量？我尝试使用互斥锁来确保只有一个线程读取或写入矢量，但是这些读/写操作发生得如此频繁，以至于如果我在每个操作中锁定矢量，应用程序就会变得太慢。

您将需要某种锁定。为了防止这严重损害您的性能，您应该尝试使锁的范围尽可能小。例如，您可以锁定单个行向量，以便不同行上的写入不会相互干扰。哪种解决方案最适合您取决于您的访问模式和平台。

执行多线程处理时，请尝试尽可能隔离线程的作用域。

考虑和示例。想象一下，你有一堵墙，你想用黑白条纹涂上它。为了加快工作速度，您决定雇用两名员工。

现在，您可以通过两种方式分配此作业。1. 将黑色条纹的绘画分配给一名工人，将白色条纹分配给另一名工人。2. 将墙分成两个分区，将左侧分区分配给一个工人，将右侧部分分配给第二个工人

现在哪一个可能会产生更好的性能？

在一般情况下，第2种情况更好，因为工人的工作区域是分开的，一个人不需要等待另一个人来完成他的工作。当然，第一种方法没有错，但是，有可能一个工人在某个地方画画，第二个人也可能到达同一个地方，必须等待第一个完成。现在想象一下，如果你有10个工人，每个人只涂一种特定的颜色，会发生什么。

多线程编程与此类似。如果能够以更好的方式对问题数据进行分区，则可以使线程有效地工作。

  1. 使用轻量级锁。那是在Windows上使用"关键部分"。或者编写自己的用户空间锁，例如在TinyThread（http://tinythreadpp.bitsnbites.eu/）中。这些是用 ASM 编写的，实际锁定和解锁的开销应该几乎为零。

  2. 一旦你确定锁本身是快速的，如果事情仍然运行缓慢，那是因为你有锁争用。 例如，多个线程都需要锁定相同的资源。在您的用例中，请考虑类似"读/写"互斥锁的东西。这是一个具有读互斥锁和写互斥锁的类。互斥锁上的"readLock"方法仅锁定几个周期，以增加互斥锁上的引用计数。"readUnlock"确实会减少引用计数。"writeLock"锁定读互斥锁，并设置一个标志，防止读取器锁定读互斥锁。然后锁定写互斥锁并执行写操作。因此，您可以保证一次只能执行一个写入操作，并且在写入过程中不会发生任何读取操作。但允许同时读取。

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