Question

我有一台服务器在端口上侦听请求。请求进入时，会将其分派给单个类Singleton。此Singleton类具有数据结构RootData。

class Singleton {
    void process();
    void refresh();

private:
    RootData mRootData;
}

在类中有两个函数：process：使用mRootData进行一些处理和refresh：从另一个线程定期调用，用数据库中的最新更改刷新mRootData。

要求Mutex对mRootData的访问权限进行调整。

我有以下问题：

1]如果类是单例并且mRootData在该类中，那么Mutex gaurd真的有必要吗？我知道刷新/处理之间存在冲突是必要的。但是从服务器来看，我认为在任何给定的时间只会有一个调用过程发生（因为该类是Singleton）如果我的理解是错误的，请纠正我。

2]我应该保护i）数据结构 OR ii）访问数据结构的功能。例如。

    i)  const RootData& GetRootData()
        {
               ACE_Read_Guard guard(m_oMutexReadWriteLock);
               return mRootData;
               // Mutex is released when this function returns
        }
        // Similarly Write lock for SetRootData()

    ii) void process()
        {
              ACE_Read_Guard guard(m_oMutexReadWriteLock);
              // use mRootData and do processing
              // GetRootData() and SetRootData() wont be mutex protected.
              // Mutex is released when this function returns
        }

3]如果上述答案是i）我应该通过引用还是按对象返回？请在两种情况下解释。

提前致谢。

Answer 1

1]如果类是单例并且mRootData在该类中，那么Mutex gaurd真的有必要吗？

是的，因为一个主题可能会调用process()而另一个主持人正在调用refresh()。

2]我应该保护i）数据结构还是ii）访问数据结构的功能。

Mutex旨在保护公共代码路径，即访问共享数据的函数（的一部分）。当锁定和释放发生在同一代码块中时，它最容易使用。将它们置于不同的方法几乎是一个公开的死锁邀请，因为由调用者来确保每个锁都被正确释放。

更新：如果GetRootData和SetRootData也是公共功能，那么用当前形式的互斥锁来保护它们并不重要。问题是，您正在发布对共享数据的引用，之后完全无法控制调用者可以使用它的时间和时间。来自100个不同线程的100个调用者可以存储对mRootData的引用，并决定同时修改它！类似地，在调用SetRootData之后，调用者可以保留对根数据的引用，并随时访问它，甚至不会注意到（最终除了数据损坏或死锁......）。

你有以下选择（除了祈祷客户很好，不要对你可怜的单身人士做坏事; - ）

在getter和setter中创建mRootData的深层副本。这样可以将数据限制在单例中，可以用锁来保护数据。 GetRootData的OTOH呼叫者获取数据的快照，并且后续更改对他们不可见 - 这可能是您可能接受的，也可能是不可接受的。
重写RootData以使其线程安全，然后单例不再需要关心线程安全（在其当前设置中 - 如果它有其他数据成员，则图片可能不同）。

Update2 ：

或完全删除getter和setter（可能与将其他类中的数据处理方法移动到单例中一起使用，其中这些方法可以被互斥锁正确保护）。这将是最简单和最安全的，除非您绝对需要其他方直接访问mRootData。

Answer 2

1。）是的，互斥是必要的。虽然在任何时候都只存在一个类的实例，但多个线程仍然可以同时在该实例上调用process()（除非您设计应用程序以便永远不会发生）。

2.。）无论何时使用该值，都应使用互斥锁保护它。

但是，您没有在上面的类声明中提到GetRootData和SetRootData。这些是私有的（仅在类中使用来访问数据）还是公共的（允许其他代码直接访问数据）？

如果您需要通过公开GetRootData（）函数来提供对数据的外部访问，那么您需要返回一个副本，或者您的调用者可以在锁定释放后存储引用并操作数据。当然，他们对数据所做的更改不会反映在单例内，这可能不是你想要的。

多线程环境中Singleton资源的互斥保护

2 个答案: