这个模型需要互斥锁吗？

Question

我正在设计一个带有服务器的程序，让两个客户端进行通信。有一个客户端执行命令，另一个客户端执行命令。

为了使这项工作，我有两个线程：一个用于受控客户端的线程，另一个用于控制器客户端。

受控客户端始终保持连接状态，具有包含任务的向量，并在添加任务时执行这些任务。它有一个无限的while循环，当连接关闭时会停止。

控制器 - 客户端将任务添加到矢量。

现在由于两个线程之间共享一个向量，可能会出现争用情况，但由于一个线程只添加对象而另一个只弹出对象，这是必要的吗？我试图用这个问题制作流程图，但也许不清楚。我真的不知道如何创建流程图：

我正在使用C ++中的std::vector <CustomClass>来实现这一点。

提前致谢，
ief2

编辑：其他问题：vector.size()来电是否需要互斥？

Answer 1

是的，这需要一个互斥锁。

同时执行的

vector.pop_front()和vector.push_back()会产生各种混乱 - 假设非标准vector.pop_front()执行名称所暗示的内容。

旁注：使用队列或列表而不是向量

Answer 2

您应该控制对向量的访问。你不想尝试同时推送和弹出。

Answer 3

是的，你需要一个互斥锁。在多处理器机器上，两个线程可能同时尝试推送和弹出。一个条件变量来指示何时有待处理的东西也是一个好主意。

Answer 4

我想知道受控客户端是如何实现的。它是一个不断检查任务队列的循环吗？如果是这种情况并且您认为效率更重要，则可以将任务队列实现为单链接列表，并且仍然具有线程安全且无锁定的实现。您只需要列表中的一个哑节点，头部指向这个哑节点。空列表表示为哑节点的下一个字段为空。弹出时，只需将头部从当前哑节点移动到下一个节点，该节点将成为新的哑节点。当你按下时，你只需附加任务，因为列表不为空（至少包含一个哑节点）。这仅适用于双线程场景。

Answer 5

STL容器不是安全的。所以是的，你需要一个锁定机制（即互斥锁）来使容器线程安全。

您可以阅读this SO question以查看包装STL队列以获得线程安全的示例。

Answer 6

流程图通常不是一个好主意。

需要同步。在多个线程中插入或删除std::vector并不安全。

如果你一个线程推送而另一个线程同时弹出会发生什么，但是push会导致向量的内部数组被重新分配？弹出线程正在访问一些可能不再使用的内存。

如果一个线程正在读取而另一个线程正在推送，则会发生类似的情况。如果推送导致向量重新分配，则读取现在正在访问很可能不再有效的内存。

Answer 7

不，您不需要互斥锁，但需要进行某种同步。我建议不要使用无限定时循环，而是使用事件。如果生成器已完成对共享集合的写入，则让生成器发出信号，并在完成读取命令时让消费者发出信号（不要在阻止生成器写入的情况下开始执行命令）。

这会停止在空向量中检查命令的无用CPU周期。