Question

我最近遇到了一个基于多线程的问题。我遇到了一种情况，那里会有不变的汽车不断改变那里的位置。此外，还有多个用户在任何时刻发布请求以获取任何汽车的位置。处理这种情况的数据结构是什么？为什么？

Answer 1

您可以使用互斥锁（每辆车一个）。

锁定：在更改相关汽车的位置之前

解锁：更改相关车辆的位置后

锁定：在获取相关汽车的位置之前

解锁：完成依赖该位置最新的工作后

Answer 2

我回答：

尝试将线程化作为系统的外部概念，同时使系统尽可能模块化并封装。它将允许在后期以低成本添加并发，并且如果解决方案恰好在单个线程中工作（例如，通过使其基于事件循环），没有时间会被烧毁。

Answer 3

有几种方法可以做到这一点。您选择哪种方式很大程度上取决于汽车数量，更新频率和位置请求，预期响应时间以及您希望位置报告的准确性（最新）。

处理此问题的最简单方法是使用简单的互斥锁（锁），一次只允许一个线程访问数据结构。假设您正在使用字典或哈希映射，您的代码将如下所示：

Map Cars = new Map(...)
Mutex CarsMutex = new Mutex(...)

Location GetLocation(carKey)
{
    acquire mutex
    result = Cars[carKey].Location
    release mutex
    return result
}

您可以为添加，删除，更新等执行此操作。任何读取或更新数据结构的方法都需要您获取互斥锁。

如果查询的数量远远超过更新的数量，那么您可以使用读取器/写入器锁而不是互斥锁来做得更好。使用RW锁定，您可以拥有无限数量的读者，或者您可以拥有一个写入者。有了它，查询数据将是：

acquire reader lock
result = Cars[carKey].Location
release reader lock
return result

添加，更新和删除将是：

acquire writer lock
do update
release writer lock

许多运行时库都内置了并发字典数据结构。例如，.NET具有ConcurrentDictionary。有了这些，您不必担心使用Mutex或RW锁显式同步访问;数据结构为您处理同步，使用类似于上面显示的技术，或通过实现无锁算法。

正如评论中所提到的，关系数据库可以很容易地处理这种类型的事情，并且可以扩展到非常大量的请求。现代关系数据库，正确构建并具有足够的硬件，速度惊人，并且可以以非常高的吞吐量处理大量数据。

还有其他更复杂的方法可以在某些情况下提高吞吐量，具体取决于您尝试优化的内容。例如，如果您愿意在报告的位置中有一些延迟，那么您可以从列表中提供位置请求，该列表每分钟更新一次（或每五分钟更新一次）。因此，位置请求立即得到满足，并且每分钟更新一次的列表的静态副本不需要锁定。更新排队，每分钟一次，通过将更新应用于旧列表来创建新列表，新列表可用于请求。

有许多方法可以解决您的问题。

我应该使用哪种基于多线程的数据结构？

3 个答案: