我们是否需要对c ++中类的静态成员变量进行静态锁定

Question

我有一个静态地图作为我班级的成员变量。 当我们必须访问这个地图时，我们需要有静态锁吗？

Answer 1

如果您的 std::map 实例被声明为静态类，那么您的锁也需要为静态类。

当锁是非静态成员但映射是时，考虑使用映射处理单独对象的两个线程。

• 对象 1 锁定本地锁并开始操作共享映射。
• 对象 2 锁定其本地锁（请记住，它是一个单独的锁）并开始操作共享映射。
• 繁荣/崩溃/燃烧

如果锁是class static，那么两个对象会共享锁，上面的场景也可以正常工作，一次只能有一个线程加锁。

当然还有其他方法可以在不使用static 的情况下共享锁，但这似乎不是您要问的。

Answer 2

每个对象都需要一个mutex，它必须以同步方式使用。如 Joachim Isaksson 在他的回答中给出的示例所示，为一个对象设置多个互斥体将导致竞争条件。

static变量有不同的方式：

1. 类静态（这可能是你的意思）：

   class X {
     static map<A,B> mMap;
   };
   

   您在系统范围内只有一个对象。在这种情况下，映射的互斥锁也应该是类静态的，并且每当以需要同步的方式使用映射时都应该锁定。请记住，类静态成员的初始化不是线程安全的。

2. 函数局部静态：

    class X {
      void foo() {
        static map<A,B> theMap{ /* ... */ };
      }
    };
   

   无论foo 本身是否是静态类，您在系统范围内都有一个对象。该对象的初始化保证是线程安全的。您还需要一个系统范围内的互斥锁。该互斥锁应该是foo 内的静态或类静态或全局。在后两种情况下，必须在每次调用foo 之前将其锁定。这是 Meyers 单例的经典用例：

    class X {
      static mutex mapMutex;
   
      static map<A,B>& getMap() {
        static map<A,B> theMap{ /* ... */ };
        return theMap;
      }
   
      void useMap() {
        lock myLock(mutex);
        getMap()[a] = b;
      }
    };
   

3. 翻译单元静态（“全局静态”）

    static map<A,B> gMap;
   
    class X { /* ... */ };
   

   您在每个具有此类声明的翻译单元中都有一个对象，即如果它在 .cpp 中，您将获得一个对象。如果它在标题内，您会为每个包含该标题的翻译单元获得一个对象。该对象的互斥锁也应该是静态翻译单元，因为您需要与对象一样多的互斥锁。但是，我不建议在多线程环境中使用这种静态变量。

Answer 3

首先，您应该考虑在static 上阅读smth（也许可以试试this）。那是因为static 的含义取决于上下文。

但这可能是一个复杂的问题，我相信你有这样的事情：

class A {
    private:
        static std::map....

    public:
        void doSomethingWithMap() {
            //lock mutex

            //some action with map

            //unlock mutex
        }
}

如果是这种情况，那么您可能希望您的互斥锁成为此类的成员。这就是重点——这取决于您需要的范围。如果你需要在这个类的所有对象上全局锁定 - 你应该考虑使用静态类成员，如果你想对每个对象都有锁定 - 你应该只使用一个类成员。

Answer 4

不，通常你不需要静态锁。