c++ - 双向链接的线程安全分离

Question

我有两个对象，A 和 B，它们有一个指向彼此的指针。对象 A 可能被一个线程删除，而对象 B 可能被另一个线程删除。当删除对象 A 或 B 时，远程指针应设置为 NULL(清除双向链接)。我如何以安全的方式实现它？

虽然描述起来很简单，但我觉得实现起来并不容易。天真的想法是用互斥体保护每个指针。但是为了避免死锁，两个互斥锁必须以相同的顺序锁定。这将需要一个对象首先锁定远程互斥体。但这意味着以不 protected 方式使用指针来访问远程锁。

到目前为止，我找到的唯一解决方案是使用两个对象通过智能指针引用的一个共享互斥量。当两个对象都被销毁时，互斥体也被销毁。单个互斥锁保护对双向链接的访问。因此一次只有一个线程可以修改双向链接并清除它。

有没有更好的方法？

编辑:用例的详细信息

数据结构:

 ______          _____           _____          ______
|      | 1   N  |     |  1   1  |     |  N   1 |      |
|  A'  | -----> |  A  | <-----> |  B  | <----- |  B'  |
|______|        |_____|         |_____|        |______|

Thread_A                                         thread_B

A' 完全由 Thread_A 控制，B' 由 Thread_B 完全控制。 B' 和 Thread_B 在我无法更改的库中。但是 B 是用我提供给库的工厂方法构造的。所以我可以完全控制 B 的实现。

Thread_B可以随时删除B。因此，我无法控制 B 的生命周期。Thread_A 将在删除 A' 之前关闭库。这意味着 Thread_B 在 Thread_A 删除 A' 之前删除了所有 B 和 B' 对象。 Thread_A 定期扫描 A 的列表并使用指向 B 的 NULL 指针删除 A。

运行时，数据必须以这种方式传输 A' -> A -> B -> B'。 Thread_A 将数据存储在队列中，thread_B 将数据从队列中拉出。我决定将队列放在 B 里面，因为 Thread_A 将数据存储在队列中是一个非阻塞操作。如果队列已满，数据将被丢弃。当 Thread_B 尝试从队列中提取数据时，它可能会发现一个空队列。库实现者要求 Thread_B 最多等待 1 秒并返回。

所以我需要一种保护来安全地清除和测试双向链接状态，并在 Thread_A 将其数据存储在 B 中的队列中时阻止删除 B。

Answer 1

在通过与@Slava、@SergeyA 和@DanielStrul 的评论进行的非常有帮助的讨论之后，迫使我完善了我的问题分析和描述，我终于找到了解决方案。

对象 A 总是会在 B 之后被删除。所以我可以在 A 中存储一个互斥量，这样 Thread_A 和 Thread_B 就可以安全地同步。

我不能使用 weak_ptr，因为 B 的生命周期不受 smart_ptr 控制。 B' 持有指向 B 的原始指针，Thread_B 调用 delete B。使用互斥锁，可以使用原始指针实现双向链接。