只读操作的 std::map 线程安全

Question

我有一个 std::map 用于将值（字段 ID）映射到人类可读的字符串。当我的程序在任何其他线程启动之前启动时，这个映射被初始化一次，之后它就再也不会被修改了。现在，我给每个线程自己的这个（相当大的）映射副本，但这显然是对内存的低效使用，并且会减慢程序启动速度。所以我想给每个线程一个指向映射的指针，但这会引发线程安全问题。

如果我所做的只是使用以下代码从地图中读取：

std::string name;
//here N is the field id for which I want the human readable name
unsigned field_id = N; 
std::map<unsigned,std::string>::const_iterator map_it;

// fields_p is a const std::map<unsigned, std::string>* to the map concerned.
// multiple threads will share this.
map_it = fields_p->find(field_id);
if (map_it != fields_p->end())
{
    name = map_it->second;
}
else
{
    name = "";
}

这是否可行，或者从多个线程读取 std::map 是否存在问题？

注意：我目前正在使用 Visual Studio 2008，但我希望它能够在大多数主要的 STL 实现中工作。

更新：修改了 const 正确性的代码示例。

Answer 1

用于 MS STL 实现

Thread Safety in the C++ Standard Library

以下线程安全规则适用于 C++ 标准库中的所有类，包括 shared_ptr，如下所述。有时会提供更强的保证——例如，标准 iostream 对象，如下所述，以及专门用于多线程的类型，如 .

一个对象是线程安全的，可以从多个线程中读取。例如，给定一个对象 A，同时从线程 1 和线程 2 读取 A 是安全的。

Answer 2

是的。

查看有关 std::set 的相同问题的相关帖子：

Is the C++ std::set thread-safe?

Answer 3

只要您的地图保持不变，这将适用于多个线程。您使用的地图实际上是不可变的，因此任何查找实际上都会在不会更改的地图中进行查找。

这是一个相关链接：http://www.sgi.com/tech/stl/thread_safety.html

STL 的 SGI 实现是 线程安全仅在某种意义上 同时访问不同的 容器是安全的，同时 对共享容器的读取访问 是安全的。如果多个线程访问一个 单个容器，以及至少一个 线程可能会写，那么 用户有责任确保 线程之间的互斥 在容器访问期间。

您属于“对共享容器的同时读取访问”类别。

注意：这适用于 SGI 实现。您需要检查是否使用其他实现。据我所知，在似乎被广泛用作替代方案的两种实现中，STLPort 具有内置的线程安全性。不过我不知道 Apache 的实现。

Answer 4

应该没问题。 如果您想记录/强制执行只读行为，可以使用 const 对其的引用。

请注意，不保证正确性（原则上，地图可以选择在调用 find 时重新平衡自身），即使您确实只使用 const 方法（一个非常不正当的实现可能会声明树是可变的）。然而，这在实践中似乎不太可能。