多个线程可以具有只读访问权限的互斥模式

Question

我有一个Dinosaur 对象列表，可以添加、删除这些对象，恐龙本身需要喂食。这一切都发生在高度多线程的环境中，因此列表受互斥体保护。

static Mutex s_dinosaurMutex;
static vector<Dinosaur> s_dinosaurList;

void AddDinosaur(const Dinosaur& dinosaur)
{
    s_dinosaurMutex.Lock();
    s_dinosaurList.push_back(dinosaur);
    s_dinosaurMutex.Unlock();
}

void RemoveDinosaur(const Dinosaur& dinosaur)
{
    s_dinosaurMutex.Lock();

    vector<IMadderReceiver*>::iterator it = find(s_dinosaurList.begin(), s_dinosaurList.end(), dinosaur);
    if (it != s_dinosaurList.end())
        s_dinosaurList.erase(it);

    s_dinosaurMutex.Unlock();
}

void FeedDinosaur(const Dinosaur& dinosaur)
{
    s_dinosaurMutex.Lock();

    vector<IMadderReceiver*>::iterator it = find(s_dinosaurList.begin(), s_dinosaurList.end(), dinosaur);
    if (it != s_dinosaurList.end())
        (*it).Feed(); // Feeding a dinosaur can take a long time, ~ 1 second

    s_dinosaurMutex.Unlock();
}

现在问题出在喂食上。这可能需要很长时间，但如果多个线程同时喂食相同（或不同）的恐龙，那绝对没问题。因此，馈送过程不应停止其他 FeedDinosaur 调用，尽管它应该为 Add 和 Remove 调用停止，并等待这些调用完成。目前的行为是许多线程正在排队等待喂食恐龙，这使得系统陷入僵局。

是否有一种特殊的（类似互斥的）设计模式允许这种需要只读访问的正常线程的行为？

Answer 1

这是一个读写器互斥锁； Boost 和 C++ 使用更通用的术语“共享互斥锁”，因为它可以用于多读单写以外的模式。

Boost.Thread 从版本 1.35.0 (Reader/Writer Locks in C++) 开始就有 shared_mutex。 C++ 自 C++14 起具有 shared_timed_mutex，在 C++17 中将具有 shared_mutex；在可用之前，您可以使用 C++14 shared_timed_mutex 而只是不使用超时机制。

在您的编写线程中，锁定共享互斥体以进行唯一 访问（使用unique_lock）；在您的阅读器线程中，锁定共享互斥锁以进行 shared 访问（使用 shared_lock）。