std::map 的线程安全用法

thread-safe usage of std::map

本文关键字：安全 用法 线程 map std      更新时间：2023-10-16

我有一个std::map<int, object*>，我需要从不同的线程访问（读取和写入）。当然，我可以只使用一个关键部分进行读取和写入，但它会对性能产生巨大影响，因为我有很多find()调用（每秒几千次）和更少的写入（通常在创建和销毁线程时插入一次和一次擦除）。

因此，我需要使用 CriticalSection 进行写入，并且仅在读取之前检查另一个线程是否正在执行写入操作。但是怎么做呢？我找到了 C++11 和 boost 的解决方案，但我使用的是 Visual Studio 2008（由于兼容性问题）。

有人可以给我一个例子或解释一下如何做到这一点吗？谢谢！

你可以创建一个类来包装你的 std：：map 并使用互斥锁锁定写/读函数。使用互斥结构作为此类的成员，并根据每个函数进行适当的锁定/解锁。

Windows API 有一些互斥函数，用于向系统注册互斥句柄。该句柄充当 Windows 识别互斥锁并检查它是否正在等待的一种方式。

下面是一个简单的互斥类，可帮助您开始使用一些 Windows API 调用。

class MyMutex {
    private:
        HANDLE m_hMutex; 
    public:
        MyMutex()
        {
            m_hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
        }
        ~MyMutex()
        {
            CloseHandle(m_hMutex);
        }
        void Lock()
        {
            BOOL test = WaitForSingleObject( m_hMutex, INFINITE );
        }
        void UnLock() 
        {
            ReleaseMutex( m_hMutex );
        }
};

您正在寻找的是多读器/单写入器锁定系统。不幸的是，没有内置类型（在C++14之前）。如果你可以使用boost，那么你可以使用boost的shared_mutex

如果没有，您将不得不自己做（阅读SO上的另一个线程）。您也可以使用MS SRW锁，如T.C.在他的评论中所述（见那里）。

现在，假设您的类shared_mutex定义良好且可用。您只需将一个shared_mutex对象作为属性添加到要保护的类中。我建议您在类中保留完全无锁定的方法，并在它们周围添加包装器，如下所示：

class Whatever;
class MyClass {
    boost::shared_mutex mutex;
    Whatever find_unlocked() {
        whatever blob_blob;
        blob_blob = do_whatever_work_find_does();
        return blob_blob;
    }
    void write_smth_unlocked() {
        do_something_that_needs_writing_to_MyClass();
    }
public:
    Whatever find() {
        Whatever blob;
        mutex.lock_shared(); // Locks for reading (shared ownership on the mutex)
        blob = find_unlocked();
        mutex.unlock_shared();
        return blob;
    }
    void write_smth() {
        mutex.lock(); // Locks for writing (exclusive ownership on the mutex)
        write_smth_unlocked();
        mutex.unlock();
    }
};

这样做将使您能够重用您在类的新功能中定义的操作，同时仍然能够通过锁定系统保护整个新操作。

最后，对于您定义的任何操作，您将有两种方法：

  • 私有（或受保护）方法：operation_unlocked()
  • 一个公共的：使用shared_mutex的operation()。
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