c++ - 如何使用任意字符串作为 C++ 中的锁？

Question

假设我有一个多线程 C++ 程序，它以对 handleRequest(string key) 的函数调用的形式处理请求。对 handleRequest 的每次调用都发生在一个单独的线程中，并且 key 有任意多的可能值。

我想要以下行为:

• 同时调用 handleRequest(key) 时，它们具有相同的 key 值。
• 最小化全局序列化。

handleRequest 的主体可能如下所示:

void handleRequest(string key) {
    KeyLock lock(key);
    // Handle the request.
}

问题:我将如何实现 KeyLock 以获得所需的行为？

一个天真的实现可能像这样开始:

KeyLock::KeyLock(string key) {
    global_lock->Lock();
    internal_lock_ = global_key_map[key];
    if (internal_lock_  == NULL) {
        internal_lock_  = new Lock();
        global_key_map[key] = internal_lock_;
    }
    global_lock->Unlock();
    internal_lock_->Lock();
}

KeyLock::~KeyLock() {
    internal_lock_->Unlock();
    // Remove internal_lock_ from global_key_map iff no other threads are waiting for it.
}

...但这需要在每个请求的开始和结束时使用全局锁，并为每个请求创建一个单独的 Lock 对象。如果对 handleRequest 的调用之间的竞争很高，那可能不是问题，但如果竞争很低，它可能会带来很多开销。

Answer 1

您可以做一些与您在问题中所做的类似的事情，但不是单个 global_key_map 有多个(可能在数组或 vector 中)- 使用哪个由字符串上的一些简单哈希函数确定。

通过这种方式，您可以将其分散到多个独立的锁上，而不是单个全局锁。

这是内存分配器中经常使用的模式(我不知道该模式是否有名称 - 应该有)。当一个请求进来时，一些东西决定了分配来自哪个池(通常是请求的大小，但其他参数也可以考虑在内)，然后只需要锁定那个池。如果分配请求来自另一个将使用不同池的线程，则不会发生锁争用。