c++ - tbb:concurrent_hash_map:英特尔线程构建模块 (TBB) 的示例代码

Question

寻找要使用的示例代码 tbb::concurrent_hash_map<K,V>来自英特尔线程构建模块 (TBB)。

我可以插入，但我似乎无法读回值。

official Intel documentation示例代码方面似乎有些欠缺。

更新

最好的文档在 Voss 的“Pro TBB:C++ Parallel Programming with Threading Building Blocks”中。 Download this book for free (这是公共(public)领域)。

忽略英特尔文档。它们本质上是函数签名的集合。

Answer 1

Intel TBB是开源的，在 GitHub 上:

https://github.com/intel/tbb

为了安装 TBB，我使用了 vcpkg与 Linux 兼容, Windows和 Mac .是的，vcpkg 来自微软，但它是 100% 跨平台、开源的，而且非常受欢迎。

Linux:

./vcpkg search tbb              # Find the package.
./vcpkg install tbb:x64-linux   # Install the package.

window :

vcpkg search tbb                # Find the package.
vcpkg install tbb:x64-windows   # Install the package.

编译:

• 与任何现代编译器兼容，包括 MSVC、GCC、LLVM、英特尔编译器 (ICC) 等。我使用了 CMake对于 gcc .

也可以下载源代码并将头文件和库提取到源代码树中，这同样有效。

代码。

#include "tbb/concurrent_hash_map.h" // For concurrent hash map.

tbb::concurrent_hash_map<int, string> dict;
typedef tbb::concurrent_hash_map<int, string>::accessor dictAccessor; // See notes on accessor below.   

print("  - Insert key, method 1:\n");   
dict.insert({1,"k1"});
print("    - 1: k1\n");

print("  - Insert key, method 2:\n");
dict.emplace(2,"k2");
print("    - 2: k2\n");

string result;

{
    print("  - Read an existing key:\n");   
    dictAccessor accessor;
    const auto isFound = dict.find(accessor, 2);
    // The accessor functions as:
    // (a) a fine-grained per-key lock (released when it goes out of scope).
    // (b) a method to read the value.
    // (c) a method to insert or update the value.
    if (isFound == true) {
        print("    - {}: {}\n", accessor->first, accessor->second);
    }
}

{
    print("  - Atomically insert or update a key:\n");  
    dictAccessor accessor;
    const auto itemIsNew = dict.insert(accessor, 4);
    // The accessor functions as:
    // (a) a fine-grained per-key lock (released when it goes out of scope).
    // (b) a method to read the value.
    // (c) a method to insert or update the value.
    if (itemIsNew == true) {
        print("    - Insert.\n");
        accessor->second = "k4";
    }
    else {
        print("    - Update.\n");
        accessor->second = accessor->second + "+update";
    }
    print("    - {}: {}\n", accessor->first, accessor->second);     
}

{
    print("  - Atomically insert or update a key:\n");          
    dictAccessor accessor;
    const auto itemIsNew = dict.insert(accessor, 4);
    // The accessor functions as:
    // (a) a fine-grained per-key lock which is released when it goes out of scope.
    // (b) a method to read the value.
    // (c) a method to insert or update the value.
    if (itemIsNew == true) {
        print("    - Insert.\n");
        accessor->second = "k4";
    }
    else {
        print("    - Update.\n");
        accessor->second = accessor->second + "+update";
    }
    print("    - {}: {}\n", accessor->first, accessor->second);     
}

{
    print("  - Read the final state of the key:\n");            
    dictAccessor accessor;
    const auto isFound = dict.find(accessor, 4);
    print("    - {}: {}\n", accessor->first, accessor->second);
}

打印使用{fmtlib}用于打印；可以替换为cout << .

输出:

- Insert key, method 1:
  - 1: k1
- Insert key, method 2:
  - 2: k2
- Read an existing key:
  - 2: k2
- Atomically insert or update a key:
  - Insert.
  - 4: k4
- Atomically insert or update a key:
  - Update.
  - 4: k4+update
- Read the final state of the key:
  - 4: k4+update

其他 HashMap

• 参见:https://tessil.github.io/2016/08/29/benchmark-hopscotch-map.html
• 参见:std::unordered_map .这具有更标准的 API，并且在许多情况下是线程安全的，请参阅:unordered_map thread safety .如果可能，建议使用它，因为它具有更简单的 API。
• 还有 concurrent_unordered_map来自英特尔 TBB。它本质上是同一件事，一个键/值映射。但是，它要老得多，级别低得多，而且更难使用。必须提供散列器、相等运算符和分配器。任何地方都没有示例代码，即使在官方英特尔文档中也是如此。尽管偶尔尝试了几个月，但我从来没有让它工作过。它可能已过时，因为该免费书籍中未提及它(它仅涵盖 concurrent_hash_map )。不推荐。

更新:读者/作者锁

accessor其实有两种，一种是读锁，一种是写锁:

• const_accessor
• accessor

如果使用 find , 使用 const_accessor这是一个读锁。如果使用 insert或 erase , 使用 accessor这是一个写锁(即它将等到任何读取完成，并阻止进一步的读取直到完成)。

这实际上等同于 reader/writer lock ，但在字典中的单个字典键上，而不是整个字典。

更新

学习曲线的最后一部分:对于键写入，在访问器超出范围之前什么都不会发生。因此，任何锁都不会超过几条机器指令，可能使用 CAS(比较和交换)。

将此与数据库进行比较，访问器的范围就像一个事务。当访问器超出范围时，整个事务将提交到 HashMap 。

更新

上面提到的免费书籍在关于 concurrent_hash_map 的章节中有很棒的性能技巧。 .

结论

此 HashMap 的 API 功能强大但有些笨拙。但是，它支持插入/更新时的细粒度、按键锁定。使用 CAS 仅针对少数机器指令持有任何锁.这是其他任何语言的 HashMap 都无法提供的。建议以 std::unordered_map 开头为简单起见；它是 thread safe as long as the two threads do not write to the same key .如果需要极快的性能，可以选择重构，或者使用 [] 在顶部编写兼容的包装器。访问器和 insert_or_update() .