c++ - 在 C++ 中计算一次后跨多个线程共享只读数据

Question

我是多线程编程的新手，需要一些关于我遇到的这个问题的指导。

我有一个计算成本很高的对象，所以我想做的是只在需要时计算它，一旦计算完成，如果另一个线程需要它，就与读访问共享它。我只知道在运行时需要计算哪些输入。

所以我的基本想法是这样的

class ExpansiveDoubleCalc
{
    private:
        static double *ptr[10];
        double DoExpansiveCalc(int input)
        {
            double expansivecalc = (123.4 * input);
            return expansivecalc;
        }

    public:
        ExpansiveDoubleCalc(int input, double* output)
        {
            if(ptr[input]==NULL)
                *ptr[input] = DoExpansiveCalc(input);
            output = ptr[input];
        }

};

double * ExpansiveDoubleCalc::ptr[10]{};

假设我只需要输入 <10。从我对多线程的了解来看，这有很多问题:* 线程可以尝试同时运行 DoExpansiveCalc* 一旦他们得到一个计算后的输出指针，如果多个线程试图访问它，它可能会很慢

这样对吗？我如何确保它安全？另外，我应该在这里返回一个 const 指针，对吧？有什么好办法吗？

感谢帮助!!干杯!

Answer 1

现代 cpp 中基于常规锁的解决方案:https://gcc.godbolt.org/z/SsQaEB

一些注意事项:

1. 我在运行时设置大小。如果您在编译时知道大小，请更改为 std::array。
2. 通常不推荐使用静态全局状态。使用 rawptr 或 std::shared_ptr 显式共享对象。

---

#include<mutex>
#include<vector>

class ExpensiveDoubleCalc {
    public:
    ExpensiveDoubleCalc(size_t size) : data(size){
    }

    static double DoExpensiveCalc(int input) {
        return 123.4 * input;
    }

    double get(int input) {
        return data.at(input).get(input);
    }

    private:
    struct Data {
        bool isSet{false};
        double val;
        std::mutex m;
        double get(int input){
            std::lock_guard<std::mutex> lock{m};
            if(isSet){
                return val;
            } else {
                val = DoExpensiveCalc(input);
                isSet = true;
                return val;
            }
        }
    };    
    std::vector<Data> data;

};