std::map 的线程安全使用答案

【问题标题】：thread-safe usage of std::mapstd::map 的线程安全使用
【发布时间】：2015-01-26 02:51:55
【问题描述】：

我有一个std::map<int, object*>，我需要从不同的线程访问（读取和写入）它。当然，我可以只使用一个临界区进行读写，但这会对性能产生巨大影响，因为我有很多 find() 调用（每秒几千个）和更少的写入（通常，一个在创建和销毁线程时插入和一个擦除）。

因此，我需要使用CriticalSection 进行写入，并且只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？我找到了 C++11 和 boost 的解决方案，但我使用的是 Visual Studio 2008（因为兼容性问题）。

谁能给我一个例子或解释如何做到这一点？谢谢！

【问题讨论】：

Vista 或更高版本的 Windows API 中还有读/写锁。 msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/…

标签： c++ multithreading visual-studio-2008 stl

【解决方案1】：

您可以创建一个类来包装您的 std::map 并使用互斥锁锁定写入/读取功能。使用互斥体结构作为此类的成员，并根据每个函数适当地锁定/解锁。

Windows API 有一些mutex functions 向系统注册互斥句柄。句柄充当 Windows 识别互斥体并检查它是否正在等待的一种方式。

这是一个简单的互斥类，可帮助您开始使用某些 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 );
        }
};

【讨论】：

【解决方案2】：

您正在寻找的是一个多读/单写锁定系统。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，你将不得不自己做（阅读这个other thread 在 SO）。你也可以使用 MS SRW 锁，正如T.C. 在他的评论中所说的那样（见there）。

现在，假设您的课程 shared_mutex 定义明确且可用。您只需将一个shared_mutex 对象作为属性添加到您要保护的类。我建议你在你的类中保留完全无锁的方法，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，您定义的任何操作都有两种方法：

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

【讨论】：