`std::map` 中的`pthread_mutex_t`、`sem_t`答案

【问题标题】：`pthread_mutex_t`, `sem_t` in a `std::map``std::map` 中的`pthread_mutex_t`、`sem_t`
【发布时间】：2013-05-16 12:05:18
【问题描述】：

基本上我为一堆对象维护一组状态：

#define SUBSCRIPTION_TYPE int
std::map< SUBSCRIPTION_TYPE , bool > is_object_valid;

我需要用各自的mutex_t（而不是大锁）保护is_object_valid 中的每个元素。由于SUBSCRIPTION_TYPE 的有效值是稀疏（例如，从 0 到 10000000 的几十个值），std::map 优于 std::vector、C 样式数组等。

我正在尝试实现以下目标：

std::map< SUBSCRIPTION_TYPE , pthread_mutex_t > mutex_array;

但它似乎不起作用。（嗯，std::map 更新时可能会发生数据竞争）。

那么实现这一目标的最佳方法是什么？我必须编写一个线程安全的订阅分配器，将SUBSCRIPTION_TYPE 映射为连续整数，以便我可以将mutex_ts 存储在一个数组中吗？

【问题讨论】：

全地图锁定有什么问题？
@zch 呃，效率不够。程序的一部分依赖于远程过程调用，因此不必要地阻塞多个线程太昂贵了。
您没有显示足够的代码来进行真正的诊断，但我有一些猜测：当您将互斥锁“插入”到地图中时，您实际上是在创建一个新的互斥锁。所以你需要初始化它并锁定它。您从中复制的互斥锁现在没用了。因此，请确保您有时不会锁定原件，有时会锁定地图中的那个。
@WanderingLogic 他应该能够推迟初始化地图中的互斥锁，直到它实际在地图中。 std::pair<Map::iterator, bool> r = myMap.insert( make_pair<int, pthread_mutex_t>( newKey, pthread_mutex_t() ) ); assert( r.second ); pthread_mutex_init( &r.first->second, NULL ); 之类的东西当然，他必须在整个序列中保持地图上的全局锁定。

标签： c++ concurrency stl pthreads

【解决方案1】：

如果任何线程正在修改地图本身（插入等），您需要保护对地图的所有访问。之后：如果会员只是一个bool，你能做多少处理它将这个时间添加到地图级别互斥锁的持有时间会改变任何事情。

否则：如果您需要每个对象的互斥锁，简单的解决方案将它们放入与地图上相同的对象中。但它mutex_t 可复制吗？ pthread_mutex_t 和 std::mutex 不是。这可能会使插入代码过于复杂，因为你不能初始化pthread_mutex_t，或者构造 std::mutex，在插入对象之前。（在 C++11 中，你可以使用emplace来解决这个问题；地图的内容如果您使用 emplace，则不必是可复制的。）在 C++03 中，但是，您必须将分配与初始化分开； struct 包含您的映射值，互斥锁将实际上必须使用互斥体的原始内存声明，并且然后放置 new 用于使用您的迭代器对其进行初始化从insert回来。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果您有多个线程读写mutex_array，则需要另一个互斥锁来保护它。

您确定会有多个线程写入mutex_array吗？

另一件事是，你可以有一个map<subscription_type, object_struct>，而不是两个地图

struct object_struct {
   bool valid;
   pthread_mutex_t mutex;
};

然后有一个单独的弧形互斥锁来保护该映射。

【讨论】：

一旦有多个线程访问映射，并且至少有一个正在写入，所有线程都需要保护访问。
当然还有：他不能在互斥体上调用pthread_mutex_init，直到它在映射中实际到位。（至少根据 Posix。如果使用默认值初始化互斥锁，我很难相信只要你没有，总是复制 pthread_mutex_t initializer = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; 是行不通的在插入之前不要尝试使用它。