C++ 线程安全 vector.erase

Question

我为 SFML 编写了一个线程渲染器，它接受指向可绘制对象的指针并将它们存储在一个 vector 中以在每一帧中绘制。开始向 vector 添加对象和从 vector 中删除对象会经常导致段错误 (SIGSEGV)。为了尝试解决这个问题，我会将需要删除/添加到队列中的对象添加到队列中，以便稍后删除(在绘制框架之前)。这似乎解决了它，但最近我注意到，如果我一次添加多个对象(或添加/删除它们的速度足够快)，我将得到相同的 SIGSEGV。

在 vector 中添加/删除时是否应该使用锁？

Answer 1

您需要了解 C++ 标准(以及可能并发系统的 C++2003 实现)提供的线程安全保证。标准容器在以下意义上是线程安全的:

1. 可以让多个并发线程读取同一个容器。
2. 如果有一个线程修改容器，则不应有并发线程读取或写入同一容器。
3. 不同的容器相互独立。

许多人误解容器的线程安全意味着这些规则是由容器实现强加的:它们不是!遵守这些规则是您的责任。

这些不能，实际上不能由容器强加的原因是它们没有适合的接口(interface)。例如考虑以下简单的代码片段:

if (!c.empty() {
    auto value = c.back();
    // do something with the read value
}

容器可以控制对empty() 和back() 调用的访问。然而，在这些调用之间，它必然需要释放任何类型的同步设施，即当线程尝试读取 c.back() 时，容器可能再次为空!基本上有两种方法可以解决这个问题:

1. 如果并发线程可能会更改容器以跨越以某种形式相互依赖的整个访问范围，则需要使用外部锁定。
2. 您将容器的界面更改为 monitors .然而，容器接口(interface)根本不适合朝这个方向改变，因为监视器基本上只支持“即发即弃”风格的接口(interface)。

这两种策略都有其优势，标准库容器显然支持第一种风格，即它们在并发使用时需要外部锁定，并且至少有一个线程可能会修改容器。如果一开始只有一个线程使用它们，则它们不需要任何类型的锁定(内部或外部)。这实际上是他们设计的场景。为它们提供的线程安全保证是为了保证没有使用非线程安全的内部设施，比如一个每个对象的迭代器对象或由多个线程共享的内存分配设施而不是线程安全的，等等.

回答原始问题:是的，您需要使用外部同步，例如以互斥锁的形式，如果你在一个线程中修改容器并在另一个线程中读取它。