复制/修改 STL 容器的副本是否是线程安全的？

Question

我有一个std::map，它将被多个线程修改，并且我有一个互斥锁来锁定这些写入。但是，有时必须在长时间运行的操作期间使用映射，并且在整个操作期间保持锁定以阻塞所有这些写入是不好的。

对此我有两个问题：

• 在其他线程写入原始映射时对映射副本执行该操作是否线程安全？
• 在其他线程对其进行变异时复制映射是否是线程安全的？

例如：

class Foo {
    void writeToMap(Bar &bar, Baz &baz) {
        // lock mutex
        map[bar] = baz;
        // unlock mutex
    }

    std::map<Bar, Baz> getMapCopy() {
        // lock mutex (Is this necessary?)
        std::map<Bar, Baz> copy (map);
        // unlock mutex
        return copy;
    }

    std::map<Bar, Baz> map;
};

void expensiveOperation(Foo &f) {
    std::map<Bar, Baz> mapCopy = f.getMapCopy();
    // Can I safely read mapCopy?
}

Answer 1

听起来复制操作本身不是线程安全的，问题在于复制 64 位值的原子性。您复制前 4 个字节，而后 4 个字节正在被另一个线程修改，从而导致 8 个字节不一致。

请看这里：Is copy thread-safe?

但是，如果您设法创建一致的副本，我不明白为什么不...

Answer 2

当您返回对局部变量的引用时，该代码中有undefined behavior。一旦函数返回，这个 locla 变量就会被破坏，你现在有了一个被破坏的对象的引用。

如果你想返回一个副本，那么你必须按值返回，所以它就是例如

std::map<Bar, Baz> getMapCopy() {
    return map;
}

如果您使用来自C++11 standard thread library 的互斥锁和锁，则不需要显式解锁，互斥锁将随着锁的破坏而解锁。