c++ - 我可以使 C++11 类/对象普遍线程安全吗？

Question

已阅读Can mutex implementations be interchanged (independently of the thread implementation) ，据我了解，通过使用 C++ 11 互斥锁，我可以确保我的类对于所有线程实现都是线程安全的。

我的理解正确吗？我希望是(可能有警告)或否(有原因)。

• 我的代码可能需要在目标平台上重新编译，但不需要对我的源代码进行任何更改。 (@彼得)
• 换句话说，我应该能够针对特定平台进行编译并提供一个 .so 可以安全地与任何线程库一起使用？

鉴于否决票，我会尽量做到更准确。

互斥体的 C++11 实现是否独立任何其他线程 API？ C++11 互斥量是否只相互了解并独立于执行线程如何到达该点来实现阻塞。

C++11 互斥量是否始终与 OpenMP 一起工作(需要重新编译)？团队 A 能否提供线程安全的 API(使用 C++ 互斥锁)供团队 B 使用，而不管团队 B 使用的特定线程 API？所有代码都可以重新编译。

我附上了一个工作示例。

#include <iostream>
#include <omp.h>
#include <mutex>
class A {
    unsigned n = 0;

public:

    void inc() {
        ++n;
    }

    unsigned get() {
        return n;
    }
};

class B {
    std::mutex mutex;
    unsigned n = 0;

public:

    void inc() {
        mutex.lock();
        ++n;
        mutex.unlock();

    }

    unsigned get() {
        return n;
    }
};

int main() {

    A a;
    B b;
#pragma omp parallel for
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        a.inc();
        b.inc();
    }

    std::cout << a.get() << " " << b.get() << std::endl;

}

我上次运行的输出是:

98015 100000

这是运气还是设计？

Answer 1

如果您将其所有成员设为私有(private)并且所有对受任何同步机制保护的数据的访问(读/写)操作(std::mutex， std::atomic，或其他来自 boost/Qt/whatever 的)，不管正在使用的线程 API。

最简单的方法是使用单个 std::recursive_mutex/std::unique_lock 对用于类内的所有数据访问操作(getters/setters)并创建数据成员私有(private)的。无论线程 API 如何，它都可以保证工作，但在性能方面可能不是最佳的。

大多数其他解决方案可能适合或不适合您的具体情况。有时根本不需要同步原语。