当现代C ++中需要通过getter作为shared_ptr返回受保护资源时，如何设计一次写入和多次读取？

问题描述

我有一个作家线程在一个对象中写入地图，并且每个读者对象都在各自的线程中对地图执行只读操作，我的当前设计如下所示，

class MyClass {
private:
    shared_ptr<map<int,int>> my_map;
    mutable shared_mutex mu;
public:
    void update_or_add(pair<int,int> entry);
    shared_lock<shared_mutex> get_read_lock();
    shared_ptr<const map<int,int>> get_map();
}


void MyClass::update_or_add(pair<int,int> entry) {
    lock_guard<shared_mutex> locker(mu);
    // do update on my_map
}

shared_lock<shared_mutex> MyClass::get_read_lock() {
    shared_lock<shared_mutex> locker(mu);
    return locker;

shared_ptr<const map<int,int>> MyClass::get_map() {
    return my_map;
}

这是我的使用方式

//writer
//thread-1
MyClass obj;
while(true) 
obj.update_or_add(entry);

//readers
//thread-2
shared_lock<shared_mutex> locker(obj.get_read_lock());
auto mymap = obj.get_map();
//some computation on mymap
....
//thread-n
shared_lock<shared_mutex> locker(obj.get_read_lock());
auto mymap = obj.get_map();
//some computation on mymap

关于上述内容，我有两个问题

1. 这是使用shared_lock和shared_mutex的正确方法吗？
2. 因为我想实现读取的并发，所以我返回了地图的指针并将其传递给其他对象进行计算，还有其他更好的设计吗？

谢谢。

解决方法

这是一个非常简单的共享资源：

template<class T>
struct shared_threadsafe {
  template<class F>
  auto read(F&& f)const{
    auto l = lock(); // shared lock
    return f(t); // const access
  }
  template<class F>
  auto write(F&& f){
    auto l = lock(); // exclusive lock
    return f(t); // non-const access
  }
  // construct from a T
  explicit shared_threadsafe( T in ):t(std::forward<T>(in)){}
  // default construct
  shared_threadsafe()=default;
  shared_threadsafe(shared_threadsafe const&)=delete; // it can be written,but don't
  shared_threadsafe& operator=(shared_threadsafe const&)=delete; // it can be written,but don't
  ~shared_threadsafe()=default;
private:
  mutable std::shared_mutex m;
  T t;
  auto lock() const { return std::shared_lock{m}; }
  auto lock() { return std::unique_lock{m}; }
}

它使用c++17非常简短。抱歉打错了。

您有一个：

shared_threadsafe<std::map<int,int>> bob;

作家线程：

bob.write([&](auto& bob){ bob.insert( p ); });

阅读器线程：

bob.read([&](auto& bob){
  // cos=de that reads from the map `bob`
});

如果读取器线程具有const引用或指针，则它们仅具有读取访问权限。

在实践中，我会考虑一些操作，使共享线程安全在某些类中是私有的，并且只公开那些操作。

通常公开完整的读/写锁定表明您的代码还不够高。基于锁的并发不能组成也不能很好地扩展。当您公开了在锁中运行任意代码的能力时，您鼓励进行组合，这是一场灾难。

我的共享线程安全是一个尝试的折衷方案，因为至少锁定代码仅写入一次且基于作用域。我将其隐藏，因为它仍然无法构成。

根据您的读/写操作和延迟的代价，选择争用版本的副本可能也是明智的选择。在此计划下，读取器将获得指向他们具有完全const访问权限的表的智能指针。如果存在争用，写程序将以写（cow）方式进行复制，否则进行快速更新。写时复制结果仅对写后出现的读者可见。

一个手写的（非标准）地图可以进行部分母牛更新，共享新旧读取之间未更改的表部分。

但是，此时，您开始考虑使用DB。也许您应该从哪个开始。