C++中向量和列表的非写成员函数的线程安全

Question

如果我正在访问 std::vector 或 std::list 的成员函数，它是线程安全的吗？

示例：

struct ABC
{
...
}

std::vector<ABC> vecofAbc;

以下操作是线程安全的吗？

vecofAbc.at(1) ;
ABC::iterator iter = vecofAbc.end();
ABC::iterator iter = vecofAbc.begin();

同样，上面的std::list成员函数是线程安全的吗？

我知道 push_back() 在写入时不会是线程安全的。

Answer 1

读取是线程安全的，只要没有并行写入就不需要同步机制。

Answer 2

读取操作不是线程安全的。如果在执行读取操作时修改容器，则存在数据竞争，并且行为未定义。

读取操作本身不会创建竞争条件，因此多个读取不需要彼此同步 - 仅与修改有关。

Answer 3

如果您可以保证只有对该向量的读取访问权限，那么是的，从多个线程执行此操作是安全的。仅当线程更改某些内容时才会出现问题。

Answer 4

当一个方法不受其他线程同时读取或写入相同数据的影响时，该方法被称为线程安全的。因此，您只阅读的事实实际上是无关紧要的。你提到的方法不是线程安全的，因为如果有第二个线程同时修改向量，你就会有数据竞争。

PS：不过，如果您只从 vector 中读取，则不需要线程安全，因为没有数据争用，一切都很好。

Answer 5

最好不要将 C++ 中的线程安全视为单个操作的属性，而是相互关联的多个操作的属性。

vecofAbc.at(1) ;
ABC::iterator iter = vecofAbc.end();
ABC::iterator iter = vecofAbc.begin();

其中每一个都是线程安全的。它们可以出现在单独的线程中，不涉及数据竞争。

有些操作与上述操作不是线程安全的。其中包括

vecofAbc.push_back(some_abc);
vecofAbc.reserve(10000);

还要注意

vecofAbc[0] = some_abc;

与

相互线程安全

vecofAbc.at(1);

或

vecofAbc[1] = some_abc;

规则是容器上任意数量的 const 操作都是相互线程安全的，并且 .begin()、end() 和许多其他操作（它们不会改变就此规则而言，容器布局）被视为 const。

此外，从不同的元素读取 from/writing 与 reading/writing 是相互线程安全的，并且读取 from/writing 与其他 [=15] 元素是相互线程安全的=] 容器上的操作（以及其他被上述规则 视为 const 的操作）。

std::vector 保证在通过 const 方法或通过 视为常量的方法调用自身时，它只会调用类上的 const 方法 根据上述规则。如果您的对象的 const 方法不能实现相互线程安全，那么一切都将失败。

有关详细信息，请参阅 Does const mean thread safe。

Thread safety of the non-write member functions of vectors and lists in C++