C++ 线程安全括号运算符代理

Question

给定一个围绕标准 vector 的简单包装器，为了能够像往常一样设置内容，以线程安全的方式实现 operator[] 的好方法是什么？

struct bracket_operator_proxy;

struct example
{
    auto operator[](size_t i) const { return bracket_operator_proxy(v, m, i); }
private:
    std::vector<double> v;
    std::mutex m;
};

这是我对 bracket_operator_proxy 的快速而天真的尝试:

struct bracket_operator_proxy
{
     bracket_operator_proxy(std::vector<double>& v, std::mutex& m, int i)
        : v(v), m(m), i(i) {}

     operator double() const
     {
         std::lock_guard<std::mutex> l(m);
         return v[i];
     }

     auto operator=(double d)
     {
         std::lock_guard<std::mutex> l(m);
         v[i] = d;
         return d;
     }

     //... further assignment operators ...
private:
     std::vector<double>& v;
     std::mutex& m;
     int i;
};

这已经够了吗？还是我遗漏了什么东西会把我的腿炸掉？

Answer 1

一旦有了 operator->(这非常有用)，您将需要返回一个 -> 代理，它会将锁的生命周期延长到语句结束，并公开你单线程死锁。

看看线程安全的 monads/functor/wrapper，比如 the one here .它不会使锁完全透明，但它们不应该。

• 不要在线程间共享数据

• 如果您共享数据，请使其不可变

• 如果必须改变它，通过已知安全设计的瓶颈隔离访问。一个消息队列说。

• 如果做不到，考虑重新设计

• 真的。也许是原子的？

• 有一组有限的函数来显式管理锁

• 好的，现在用简单的复合操作将读写器 monad 包装起来

• 编写神奇地获得锁并看起来就像非线程交互代码的代码，从而使您的读者陷入安全和高效的错觉中

降低偏好。

线程安全的危险和困难的部分不是语法笨拙这一事实。正是基于锁的线程安全几乎不可能被证明是正确和安全的。使语法更易于使用并不是一个高值(value)的目标。

例如，v[i]=v[i+1] 充满了缺乏同步:在读取和写入之间任何东西都可能发生变化。更不用说“i 是有效索引了吗？”