访问类数据时替代互斥锁定/解锁

Question

我试图让my_class线程安全如此。

class my_class
{
  const std::vector<double>& 
  get_data() const
  { //lock so that cannot get_data() while setting data
    lock l(m_mutex);
    return m_data;
  }

  void
  run()
  {
    vector<double> tmp;
    //some calculations on tmp.
    {  //lock so that cannot get_data() while setting m_data
      lock l(m_mutex);  
      m_data = tmp;  //set the data
    }
  }

private:
  std::vector<double> m_data;
  mutex m_mutex;
  my_class(); //non-copyable
}

run()和get_data()可能由不同的openmp线程调用，因此我引入了一个锁。 （因为我使用openmp，m_mutex和lock是围绕omp_init_lock();等命令的RAII包装器。

但是，get_data ()上的锁定对于创建和销毁是很昂贵的（当我分析我的代码时，这是最昂贵的操作 - 我经常调用get_data()）。

是否可以重新组织my_class以移除get_data()中的锁定？或者这种锁定是不可避免的并行代码成本？

Answer 1

第一步是研究读写锁：这样多个读者就不会相互阻塞。

下一步是使用无锁或无等待操作。网上有很多资源比我能够更好地描述它们。只需注意一点：无锁方法处理原子（互锁）操作，这意味着数据大小需要很小。如果你走这条路，你将原子地替换一个指向你的向量的指针，而不是整个向量。这意味着你的类会变得更复杂，并会处理一些指针和内存管理。

Answer 2

在get_data / run函数周围使用关键部分可能更便宜，不会产生额外的设置/拆除开销（因为关键部分是静态初始化的），但这也会同步该类的其他实例。