c++ - 在多线程环境中从 STL Map 读取/写入

Question

问题:我需要编写一个函数来返回映射中输入键的值。如果函数在 map 中找不到值，它将从数据库中获取值，写入 map 以供将来使用并返回相同的值。可以有多个线程调用此函数。

我在考虑这一行:

string GetData (const int key)
{

    pthread_rwlock_rdlock(&rwlock); //read lock
    string result = "not found";
    my_map::const_iterator iter = m.find(key);
    if ( iter != m.end() )//found
    {
       result = iter->second;
    }
    else //missing
    {
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock); // write lock
        //fetch value from data base


        //if successful, add to the map
          m[key] = "missing data";
          result = "missing data";
     pthread_rwlock_unlock(&rwlock); // unlock write lock
    }
    pthread_rwlock_unlock(&rwlock); // unlock read lock
    return result;
}

这个函数线程安全吗？两个或多个线程不可能在写锁上排队并从数据库中查询相同的键吗？如果是，我怎样才能避免这种情况？

Answer 1

这个函数不是线程安全的，因为它会导致未定义的行为。当您尝试获取写锁时，您已经持有读锁。来自 the documentation for pthread_rwlock_wrlock:

Results are undefined if the calling thread holds the read-write lock (whether a read or write lock) at the time the call [to pthread_rwlock_wrlock] is made.

此解决方案也不是异常安全的。如果在持有锁时抛出异常，则锁不会被释放，你的应用程序无疑会死锁。您应该使用 C++ 线程库(Boost.Thread、OpenThreads、just::thread 或类似的东西)，它提供面向 C++ 的设计，支持诸如 scoped_lock(或 lock_guard).

为了使算法正确，您需要遵循以下原则:

obtain read lock
attempt to find object
if object exists
    return object
else
    release read lock
    obtain write lock
    if object exists
        return object
    else
        insert object
        return object

[如果你使用某种lock_guard，你不需要担心返回时释放持有的锁]