c++ mutex 可以跨 method/variable 吗？如果是这样，为什么它在这里不起作用？

Question

我正在编写一个提供者-消费者程序。有很多消息队列，我想确保每个消息队列中入队的每条消息都有一个顺序递增的索引，例如<0, "msga">, <1, "msgb">, ...。每个队列内部保持顺序，不同队列无关

我使用 2 个哈希映射和 2 个互斥锁来执行此操作（我只想使用一个锁，但失败了）。

(i) 第一个hash map将队列名映射到一对<int, mutex *>，其中int表示每个队列的计数器，mutex在并发请求中保护队列。定义是

using umap_cnt = unordered_map<string, pair<int, mutex* > >;
umap_cnt counters;

(ii) 第二个hash map将queue name映射到实际消息<int, MSG>(MSG实际上是string)，定义为

using umap_msg = unordered_map<string, vector<pair<int, msg> > >;
umap_msg messages`;

我的逻辑是

在counters中找到一个队列的互斥锁，lock()它
使用 counter_iter->first 作为消息的索引，将其放入 messages
增加指数
unlock() 互斥锁

示例代码如下

/* File A.cpp */
using umap_msg = unordered_map<string, vector<pair<int, msg> > >;
mutex mtx;
umap_msg messages;
void put(string kname, MSG msg, int index) {
    // If not using mtx here, the message would be out of order.
    // lock_guard<mutex> mtx;
    messages[kname].push_back(make_pair<index, msg>);
}

// Many threads runs producer()
/* File B.cpp*/
using umap_cnt = unordered_map<string, pair<int, mutex* > >
void producer(string kname, MSG msg) {
    umap_cnt::iterator iter = counters.find(kname);
    if (iter == counters.end())
        return;
    // lock the queue
    iter->second.second->lock();
    put(kname, msg, iter->second.first);
    ++iter->second.first; // increase the counter
    iter->second.second->unlock();
}

问题是我发现单锁不起作用。我必须使用 2 个互斥锁，一个在生产者中，另一个在输入中，否则我会收到乱序消息或分段错误（不知道为什么）。

我最初的目的是在生产者中只使用一把锁。每个队列都有自己的互斥锁，任何两个线程都不能同时获得一个队列的锁，所以每个队列中的每条消息都应该是有序的。然而，结果并不是我所期望的。

为什么第 7 行需要额外的锁？如果我必须使用 2 个锁，我是否可以优化它，因为 2 个锁似乎有点重？

Answer 1

我假设名为 messages 的 unordered_map 一开始是空的（顺便说一句，我假设正确还是代码没有显示这部分？），然后在第 8 行：

messages[kname].push_back(make_pair<index, msg>);

我们使用 [] operator 写入 messages，如果键不存在则执行插入。

并且不支持并发写入 unordered_map（参见 this question），因此需要一个互斥体来使这些写入顺序进行。

c++ mutex 可以跨 method/variable 吗？如果是这样，为什么它在这里不起作用？

Can c++ mutex cross method/variable? If so, why does it not work here?

c++

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mutex

locking