std::vector 默认是线程安全和并发的吗？为什么或者为什么不？答案

【问题标题】：Is std::vector thread-safe and concurrent by default? Why or why not?std::vector 默认是线程安全和并发的吗？为什么或者为什么不？
【发布时间】：2025-08-05 03:40:02
【问题描述】：

使动态数组线程安全和并发是什么意思？例如，std::vector。

可能需要在同一位置插入两个线程。无需同步，因为它将根据线程调度完成。
一个线程擦除而另一个线程访问相同的元素？我认为这不是数据结构问题，而是使用问题。

那么有什么需要在std::vector 上完成以使其成为线程安全和并发的，还是默认情况下是线程安全和并发的？

【问题讨论】：

除非明确说明，否则请考虑 everything 线程不安全，这样您的假设就会在安全方面出错。而且您的两个示例都需要某种同步或互斥，请记住，线程可以随时被抢占。
唯一可以在标准容器（std::vector 是其中之一）上可靠地同时执行的操作是 read。一旦您在中为同一对象引入并发写操作的潜在，*就会开始脱落，除非对象本身支持这种情况下的原子更新，否则*就会离开车辆.如果容器本身要经历任何可能会改变布局的机制，那么车轮已经在你身后四分之一英里处。
STL 容器在您的场景中不是线程安全的。您必须使用锁来序列化访问，或者使用线程安全的不同容器
试试Boost's LockFree containers。
@PanagiotisKanavos：链接 boost.org 时，将 URL 中的版本号替换为“release”。这样您的链接就不会过时。

标签： c++ vector data-structures concurrency lock-free

【解决方案1】：

C++11 对标准库中容器的线程安全有如下说法：

23.2.2 容器数据竞争 [container.requirements.dataraces]

为了避免数据竞争 (17.6.5.9)，实现应将以下函数视为 const：begin、end、 rbegin, rend, front, back, data, find, lower_bound, upper_bound、equal_range、at 和，除了关联或无序关联容器，operator[].

尽管有 (17.6.5.9)，但仍需要实现以避免数据当包含的对象的内容在不同的元素中时竞争以相同的顺序，除了vector<bool>，被修改同时。

所以，基本上从多个线程从容器中读取是可以的，修改容器中已经存在的元素也可以（只要它们是不同的元素）。

因此，对于std::vector，您的两个更具体的问题都不是线程安全的：

1) 插入向量的两个线程正在修改向量本身 - 不是现有的单独元素。

2) 一个线程擦除和其他线程访问同一元素是不安全的，因为从向量中擦除一个元素并不是一个承诺线程安全的操作（或“无数据竞争”，作为标准放）。

要安全地执行这些操作，程序本身需要进行一些外部同步。

【讨论】：

清除为泥迈克尔：p.
我认为重要的部分是隐含的：添加或删除不是线程安全的。这个答案应该被修改为除了描述的那些之外的任何其他操作是nottrhead-safe
虽然列出的操作可能是线程安全的，但它们不是并发的。例如，当一个线程在向量上使用下标运算符[] 来获取索引 X 处的元素时，线程在调用开始时中断，另一个线程在索引之前插入一个新元素X。那么初始线程仍将获取索引 X 处的元素，但它可能不是线程预期的数据。
@JoachimPileborg：插入操作不是被列为“数据竞争安全”的操作。所以 23.2.2 并不建议您描述的情况是安全的。
允许同时修改同一元素如果元素单独为atomic。但请注意，atomic<T> 没有复制构造函数，因此不可能使用任何函数来检查它们是否必须增长向量，无论您采取何种步骤来确保它不需要需要增长.在 C++ 中，仍然需要编译从未采用的分支中的代码。 How to declare a vector of atomic in C++)。这仍然不能安全地修改容器本身，只能修改其中的元素。

【解决方案2】：

标准库中唯一安全的单个对象的并发操作是 - 只访问const-member 函数 - 对同步原语的所有访问（如互斥锁和解锁或原子操作）其他一切都必须在外部同步。特别是标准库还没有任何线程安全的容器（c++14）

因此，您对这两个示例的回答是否定的，它们都需要某种形式的外部同步。

你当然可以做的是修改容器中两个不同元素的值。

【讨论】：