Question

我只是想知道如何使用C98解决这个问题（所以没有shared_ptr）：

我有一个非常大的班级，有很多数据（BigData）
我有一个班级DataStorage，可以跟踪map
数据不太可能改变，但可以

我在多线程环境中

 class BigData;

 class DataStorage{
  public:
       const BigData *getStuff(int which_one) const{
          lock_guard<mutex> guard(mut);     
           return &myReallyBigDatas[which_one]; // thanks Donghui
       }
  protected:
     mutable mutex mut;
     map<int,BigData> myReallyBigDatas;
 }

（正如Keith M.所建议的，我没有提到我试图解决的问题）

我知道这段代码是错的，从我的角度来看，我想解决两个主要问题：

如果对象返回desapear，因为地图上的这个位置被删除或覆盖（我将指向没有指向的地方，UB！）
如果修改了返回的BigData实例

当然，我想找到一个解决方案，以避免其他人改变此代码的未来错误

我提出了这些解决方案：

在BigData中包含互斥锁。这解决了问题2
更改函数以返回一个真实的对象，而不是一个指针（这是非常好的，但它具有杀死性能的缺点，而它正在制作一个非常大的类的副本）这解决了这两个问题
实现我自己的shared_ptr类（不能使用C11也不能使用boost）。这解决了问题1
在类DataStorage上创建一个锁定/解锁（非常糟糕！）。这解决了这两个问题
保持错误，祈祷很多。此....

我很确定很多人在遗留代码中找到了这样的代码，我想找到最好的解决方案。

P.S。我知道我使用的是C11互斥锁。我的真实代码没有它，但以这种方式编写示例代码更容易。

Answer 1

您的想法是正确的：保持数据私密，并提供获取数据或部分数据的getter。

您的代码中有错误。 getStuff（）的签名返回指向BigData的指针，但实现返回对BigData的引用。类型不匹配。

你是对的，因为你不想制作BigData的副本。所以你有三个选择：

返回myReallyBigDatas [which_one]; //返回BigData＆amp;
return＆amp; myReallyBigData [which_one]; //返回BigData *
返回myReallyBigDatas.find（which_one）; // return map :: iterator

Answer 2

实际上，shared_ptr和mutex相互独立，您可能需要两者 - shared_ptr用于保证一个资源的完全释放，而mutex是用于保证没有并发读/写操作（或并发读取，取决于互斥锁的类型）。

使用shared_ptr基本上意味着没有单一的数据所有者。虽然这是可以管理的（例如引用计数），但它并不总是最好的解决方案（记住循环依赖关系，需要weak_ptr等） - 有时候最好找出一个资源的单一所有者，当它不再需要时将负责解除分配（例如，如果你有一个工作线程池，它可能是产生其他线程的那个） - 当然，那么你必须保证它的寿命比其他人长，以使每个人都可以访问数据。因此，您可以使用多种方法来管理对象的生命周期：

＆＃34;借用＆＃34;来自boost / C ++ 11标准库/ Loki /某些其他现有实现的代码（检查许可证以验证您是否可以使用它们）而不使用整个库 - 您可能需要对它们进行更改
编写自己的智能指针 - 很难，只有专业人士 - 完全不推荐
选择资源的单一所有者 - 这是我推荐的

在访问冲突管理方面，基本上有两种方法：

使用某种锁定管理它们（我假设你有一个锁定）
通过只允许一个线程写入对象来避免它们。其他通常可能需要请求来自＆＃34;所有者线程的＃34;。这种方法非常适合资源的单一所有者，但它比典型的共享内存多线程更像是一个actor模型，因此很难在遗留应用程序中引入。

您可以将锁与任何树内存管理方法一起使用，单作者方法最适合单一所有者。请注意，这是范例的重大更改，可能需要执行大量工作，如消息队列和工作人员。

如果您已经拥有基础设施（队列，工作人员等），我建议您查看单一所有者，单一作者的方法，否则带锁的单一所有者可能是一个很好的解决方案。如果您无法选择单个所有者，请从现有库中提取代码 - 不要自己编写代码，因为您会犯一些错误，多线程环境中的内存管理确实< / em> hard

编辑1

既然您已经澄清了这个问题，我觉得答案有点过高，所以我会补充一些细节。

你可以做的最简单的事情是返回一个BigData&而不是BigData* - 没有人应该删除它（当然它是可能的，但实际上一切都在C ++中）。否则，你也可以：

仅允许单个线程使用单个BigData实例 - （例如，通过存储有关已使用std::map<int, thread_id>的信息的其他BigData - 仅当您不需要并发访问时来自多个线程的同一个实例

返回BigDataProxy而不是BigData之类的内容 - Proxy应该有一个特殊的资源删除功能，然后由＆＃34;最后一个感兴趣的＆＃34执行; - 这实际上只是shared_ptr的一个特例，但可能更容易实现。

从概念上讲，Proxy就像（伪代码 - 忽略私人/公共成员等）：

class BigDataProxy { public: BigDataProxy(data_, instanceId_): data(data_), instanceId(instanceId_) { std::lock_guard l(data.mutex); data.interestedThreads[instanceId].insert(this_thread::thread_id); } ~BigDataProxy() { std::lock_guard l(data.mutex); data.interestedThreads[instanceId].remove(this_thread::thread_id) if(data.interestedThreads[instanceId].empty() && data.toDelete.contains(instanceId) { data.elems.remove(instanceId); data.toDelete.remove(instanceId); } } BigData& operator*() { return data.elems[instanceId]; } void remove() { std::lock_guard l(data.mutex); data.toDelete.add(instanceId); } private: DataStorage& data; int instanceId; }

DataStorage中的更改要求它看起来像这样：

class DataStorage { std::mutex mutex; std::map<int, BigData> elems; std::set<int> toDelete; std::map<int, std::set<thread_id> > interested_threads; }

请注意，这是伪代码，异常处理在这里很难。

访问一个类私有的大量数据的正确方法是什么？

2 个答案: