線程安全訪問對象之間共享的數據

Question

我是一個中級程序員，但相對來說還是多線程的新手。 目前，我正在開發一個結構類似於以下的應用程序：

class Client  
{  
    public:  
      Client();

    private:
   // These are all initialised/populated in the constrcutor.
      std::vector<struct clientInfo> otherClientsInfo;
      ClientUI* clientUI;
      ClientConnector* clientConnector;
}

class ClientUI
{
    public:
      ClientUI(std::vector<struct clientInfo>* clientsInfo);

    private:
      // Callback which gets new client information
      // from a server and pushes it into the otherClientsInfo vector.
      synchClientInfo();
      std::vector<struct clientInfo>* otherClientsInfo;
}

class ClientConnector
{
    public:
      ClientConnector(std::vector<struct clientInfo>* clientsInfo);

    private:
      connectToClients();
      std::vector<struct clientInfo>* otherClientsInfo;
}

我知道有些人為的例子。 程序流程是這樣的：

• 構造Client，並填充otherClientsInfo，並使用指向otherClientsInfo的指針構造clientUI和clientConnector。

• 每當服務器與新的客戶端信息聯系時，clientUI都會調用synchClientInfo（），解析新數據並將其推回otherClientsInfo或刪除一個元素。

• 調用connectToClients（）時，clientConnector將訪問otherClientsInfo中的每個元素，但不會更改它們。

我的第一個問題是我是否假設，如果ClientUI和ClientConnector都同時訪問otherClientsInfo，該程序是否會由於線程不安全而被炸毀？

如果是這種情況，那么我將如何確保對otherClientsInfo線程的訪問安全，例如在某個對象訪問它時以某種方式鎖定它？

Answer 1

我的第一個問題是我是否假設，如果ClientUI和ClientConnector都同時訪問otherClientsInfo，該程序是否會由於線程不安全而被炸毀？

是。 std::vector大多數實現都不允許並發讀取和修改。 （您會知道您是否使用的是這樣做的 ）

如果是這種情況，那么我將如何確保對otherClientsInfo線程的訪問安全，例如在某個對象訪問它時以某種方式鎖定它？

每當訪問向量時，您都至少需要持有一個鎖（簡單的互斥鎖或臨界區或讀/寫鎖）。 由於您只有一個讀寫器，因此沒有讀/寫鎖定。

但是，實際上，正確執行此操作將變得越來越困難，因為您要將te向量暴露給其他類，因此也必須暴露鎖定原語，並記住在每次使用向量時都要獲取它。 最好公開addClientInfo ， removeClientInfo以及const和非const foreachClientInfo函數，這些函數將鎖定封裝在Client類中，而不是讓客戶機擁有的數據的不相交的位在周圍浮動。

Answer 2

請參閱C ++中的讀取器/寫入器鎖

和

http://msdn.microsoft.com/zh-CN/library/ms682530%28VS.85%29.aspx

第一個可能對您來說有點高級。 您可以從“關鍵”部分開始（鏈接2）。

我假設您正在使用Windows。

Answer 3

如果ClientUI和ClientConnector同時訪問otherClientsInfo，程序是否會由於線程不安全而被炸毀？
是的，STL容器不是線程安全的。

如果是這種情況，那么我將如何確保對otherClientsInfo線程的訪問安全，例如在某個對象訪問它時以某種方式鎖定它？
在最簡單的情況下，圍繞共享數據訪問的互斥模式...但是，如果您有多個讀者，那么您將尋求更高效的模式。

Answer 4

是否從與synchClientInfo（）相同的線程中調用clientConnector（即使全部是回調）？ 如果是這樣，您完全不必擔心線程安全。

如果要避免同時訪問相同的數據，可以使用互斥鎖來保護關鍵部分。 例如， Boost :: Thread中的互斥體

Answer 5

為了確保從多個線程對otherClientsInfo成員的訪問是安全的，您需要使用互斥量對其進行保護。 我在Dr Dobb的網站上寫了一篇文章，介紹如何在C ++中將對象直接與互斥鎖相關聯：

http://www.drdobbs.com/cpp/225200269