多线程安全地插入vector的最快方法是什么?

What is the fastest way for multiple threads to insert into a vector safely?

本文关键字：方法是什么插入 vector 多线程安全更新时间：2023-10-16

我有一个程序，其中多个线程共享相同的数据结构，这基本上是一个二维向量数组，有时两个或更多的线程可能必须插入在相同的位置，即向量，这可能导致崩溃，如果没有采取预防措施。对这个问题实施安全解决方案的最快和最有效的方法是什么?由于这个问题不经常发生(没有高争用)，我有一个2D互斥锁数组，其中每个互斥锁映射到一个向量，然后每个线程锁定，然后在更新相应的向量完成后解锁互斥锁。如果这是一个好的解决方案，我想知道是否有比互斥锁更快的东西可以使用。

注意，我使用OpenMP多线程。

解决方案很大程度上取决于问题的性质。例如:

如果矢量大小可能超过其容量(即需要重新分配)。
无论vector是只被读取、正在插入元素还是可以同时插入和删除元素。

在第一种情况下，除了使用锁之外没有其他的可能性，因为您总是需要检查vector是否正在被重新分配，并在必要时等待重新分配完成。

另一方面，如果您完全确定vector只由单个线程初始化一次(这不是您的情况)，则可能不需要任何同步机制来执行对vector元素的访问(但可能仍然需要元素内部访问同步)。

如果只在vector的后面插入和删除元素(queue style)，那么使用原子比较和交换就足够了(原子地增加vector的大小，并在交换成功后插入位置size-1)。

如果可以在vector的任何点移除元素，则可能需要移动vector的内容以移除空孔。这种情况类似于重新分配。您可以使用自定义堆来管理vector中的空位置，尽管这会增加复杂性。

在一天结束时，您可能需要开发自己的并行数据结构或依赖于库，如TBB或Boost。