如何在c ++中使共享内存线程中的容器安全

时间:2014-05-08 07:20:32

标签: c++ multithreading boost thread-safety shared-memory

我用dll编写了一个Visual c++ in Visual Studio 2008,由多个进程和线程使用。

场景是这样的:

一个编写程序进程调用" init"在dll的方法中,此方法创建共享内存并在共享内存中创建boost multi_index容器,并通过调用其insert方法开始推送数据。

创建容器后,最多有10个阅读器应用程序通过调用搜索方法开始在其中执行搜索操作。

经过一段时间后(让我们说30秒),编写进程会创建一个删除线程,开始删除容器中的数据(最旧的),其频率类似于1次删除操作/秒。

代码的头文件(hpp)如下所示:

class SharedMemoryContainer
{     

private:

    typedef boost::interprocess::allocator<SharedObj, managed_shared_memory::segment_manager> ShmemAllocator;

    typedef multi_index_container<
        SharedObj, 
            indexed_by<    
                random_access<>, 
                ordered_non_unique< member<SharedObj, unsigned _int64, &SharedObj::id >
            >, ShmemAllocator
    > SharedMemoryContainerType;


    struct compare
    {
        unsigned _int64 _compare; 
        int _trackNo;
        compare(unsigned _int64 id, int trackNo) : _compare(id), _trackNo(trackNo) {}
        bool operator()(SharedObj const& item) const {return (item.id == _compare && item.trackNo == _trackNo);};
    };


    static boost::mutex mutex_; // the mutex that i used to synchronize the operations

    /*
    .
    .
    some more variables and methods...
    .
    .
    */

public:

    bool insert (/*.. parameters ..*/); 

    SharedObj search (/*.. parameters ..*/);

    bool delete ();

    /*
    .
    .
    some more variables and methods...
    .
    .
    */
};

在实现(cpp)文件中,我使用这样的互斥:

boost::mutex SharedMemoryContainer::mutex_; // for the static mutex

// insert new data to shared container
bool SharedMemoryContainer::insert(/*.. parameters ..*/) 
{
    boost::mutex::scoped_lock m(mutex_);
    bool result;
        try
        {
            // Make the insertion here
        }
        catch(interprocess_exception &ex)
        {
            std::cout << "Error in Insert!" << std::endl <<ex.what() << std::endl;
            return false;
        }
    return result;
}

// reader applications perform search in shared container
SharedObj SharedMemoryContainer::search(/*.. parameters ..*/) 
{
    boost::mutex::scoped_lock m(mutex_);

    IndexType& idIndex = myContainer->get<0>();
    IteratorType current = std::find_if(idIndex.begin(), idIndex.end(), compare(id, trackNo));
    /*
    .
    .
    other operations
    .
    .
    */
}

// it always delete the oldest one
bool SharedMemoryContainer::delete() 
{
    boost::mutex::scoped_lock m(mutex_);

    IndexType& idIndex = myContainer->get<0>();
    it first = myContainer->begin();            
    idIndex.erase(first); 
}

这种互斥用法似乎无效。因为它总是在不同的时间崩溃(我的意思是它会改变,它可以在40秒或5分钟之后等等)。

它在compare struct(在search - find_if中调用)与"access violation unable to read location ..."崩溃,因为删除线程改变了我猜的容器(没有删除线程就可以正常工作)

如何保持我的共享multi_index容器线程/进程安全且同步?

...谢谢

修改

我还有一个关于互斥锁工作逻辑的问题。

就我读取互斥锁而言,只需锁定代码以防止多次进入代码块而不是容器本身。例如,在上面的代码中,当读者应用程序进入&#34;搜索&#34;方法和锁定容器没有其他读者应用程序可以输入代码,但删除线程也可以通过输入&#34;删除&#34;方法并更换容器?

那么如何一次阻止一个共享容器上的多个操作?

2 个答案:

答案 0 :(得分:2)

如果您read this link第一段说明:

  

在DLL源代码文件中声明为全局的变量被编译器和链接器视为全局变量,但是加载给定DLL的每个进程都会获得该DLL的全局变量的副本。静态变量的范围仅限于声明静态变量的块。因此,默认情况下,每个进程都有自己的DLL全局变量和静态变量。

这意味着使用您的DLL的每个进程都将拥有它自己的单独的非共享互斥锁副本。因此,即使两个进程共享容器,互斥锁也将是独立的,不会共享导致数据争用。

答案 1 :(得分:2)

由于您已经将boost作为依赖项,因此最好的做法是开始使用进程间库中的互斥锁。手册和示例(here)。

确保始终使用定时锁定,否则如果读取器或写入器在保持整个系统死锁时崩溃。