C++在使用std::multimap时出现运行时错误的几率很小

c++ small chance for runtime error while using std::multimap

本文关键字：运行时错误 几率 std multimap C++      更新时间：2023-10-16

有时我在使用multimapstd::async时遇到运行时错误。调试模式下的 Visual2019 显示此错误：

表达式：无法取消引用结束映射/设置迭代器。

生成错误的代码示例：

#include <iostream>
#include <map>
#include <future>
#include <mutex>
#include <Windows.h>
class MyClass
{
public:
MyClass()
{
mp.emplace(mapsize, 'f');
mapsize += 1;
ft = std::async([this]() {
mx.lock();
while (true) {
for (int i = 0; i < mapsize; i++) {
auto pr = mp.equal_range(i);
for (auto j = pr.first; j != pr.second; j++)
std::cout << j->second << "n";}}
mx.unlock(); });
}
private:
std::mutex mx;
static int mapsize;
std::future <void>ft;
static std::multimap <int, char> mp;
};
int MyClass::mapsize;
std::multimap <int, char> MyClass::mp;

int main()
{
for (int i = 0; i < 100000; i++)
new MyClass();
}

编辑：我已经进行了一些同步，但它仍然产生相同的错误

默认情况下，std::async在单独的线程中运行。因此，您正在从多个线程访问同一对象(mp(而不同步。这称为争用条件，一种未定义行为的形式。

只有在 (1( 多个读取器、0 个写入器或 (2( 0 个读取器、1 个写入器的情况下，才可以对同一对象进行不同步并行访问。在所有其他情况下，应序列化访问，例如通过使用mutex。

但请注意，使用互斥锁时，对共享对象的所有访问都必须由同一互斥锁保护。因此，互斥锁应该static，并在mp.emplace和mapsize += 1周围使用。

此外，为了获得更好的异常安全性，请使用unique_lock或lock_guard(RAII( 而不是手动锁定互斥锁：

class MyClass
{
public:
MyClass()
{
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
mp.emplace(mapsize, 'f');
mapsize += 1;
ft = std::async([this]() {
while (true) {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
for (int i = 0; i < mapsize; i++) {
auto pr = mp.equal_range(i);
for (auto j = pr.first; j != pr.second; j++)
std::cout << j->second << "n";
}
}
});
}
private:
std::future <void>ft;
static std::mutex mtx; // protects everything from here on down
static int mapsize;
static std::multimap <int, char> mp;
};
int MyClass::mapsize;
std::mutex MyClass::mtx;
std::multimap <int, char> MyClass::mp;
int main()
{
for (int i = 0; i < 100000; i++)
new MyClass();
}
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