Question

我有一个包含许多实例的C ++类，我想让我的应用程序线程安全。该类有一个成员和一个处理它的函数，例如：

class MyCls {
  int x;
  void f() { x++; }
};

我需要保护这个成员，所以据我所知，我有两个选择：

添加全局关键部分和在触摸此会员之前输入。
在课程中添加一个关键部分所以每个实例都会保护自己的成员。

这两种解决方案都是一个巨大的过度杀伤力：

两个不同的实例根本不应同步。
操作系统应该处理数百万个关键部分，实际上碰撞很少。

我可以使用其他解决方案或多线程设计模式吗？

Answer 1

不确定，但我认为可以使用Software transactional memory机制解决问题。有一堆implementations for C++。

Answer 2

至于您的第一个问题，每个实例都应该有一个成员互斥，为每个实例提供一个单独的关键部分。

至于第二个，我确信大多数pthread实现都使用futex实现它们的互斥锁。这意味着当没有争用时它们非常快，并且只有在存在争用时才需要操作系统干预。

Answer 3

如果您不想使用锁或关键部分，那么最简单的解决方案就是不要将状态保留在对象本身中。如果你改变你的类，如下所示，它将是线程安全的：

// Class has no state, only operations on data. So it
// is thread-safe by nature.
class MyCls 
{
    int foo(int x = 0)
    {
        return ++x;
    }
};

// Usage
MyCls obj;
int x = obj.foo(); // x = 1
x = obj.foo(x); // x = 2

Answer 4

如果你真的只需要增加那个成员（或类似的简单算术），你只需要原子操作。

大多数（全部？）现代CPU都支持它们本地指示。
我不知道其他编译器，但那些来自gcc家族的人有他们是内置的。

不幸的是，这些似乎没有标准化的接口，但即将推出的C标准（C1x）将拥有它们。

保护多线程访问的类实例

4 个答案: