c ++：为其他函数锁定互斥锁但本身可以并行执行的函数

Question

我有一个关于线程安全和互斥锁的问题。我有两个功能可能不会同时执行，因为这可能会导致问题：

std::mutex mutex;

void A() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
    //do something (should't be done while function B is executing)
}

T B() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
    //do something (should't be done while function A is executing)
    return something;
}

现在的问题是，函数 A 和 B 不应该同时执行。这就是我使用互斥量的原因。但是，如果从多个线程同时调用函数 B 则完全没问题。然而，这也被互斥锁阻止了（我不想要这个）。那么，有没有办法既保证A和B不同时执行，又让函数B并行执行多次呢？

Answer 1

您在 C++14 中有一个选项。
使用 std::shared_timed_mutex.

A 会使用 lock, B would use lock_shared

Answer 2

如果 C++14 是一个选项，您可以使用共享互斥锁（有时称为 "reader-writer" 互斥锁）。基本上，在函数 A() 内，您将获得一个唯一（独占，"writer"）锁，而在函数 B() 内，您将获得一个共享（非独占，"reader"）锁.

只要共享锁存在，其他线程就不能独占获取互斥量（但可以非独占地获取）；只要独占锁存在，互斥量就不能被任何其他线程获取。

结果是您可以让多个线程同时执行函数 B()，而函数 A() 的执行阻止了 A() 和 B() 的并发执行其他主题：

#include <shared_mutex>

std::shared_timed_mutex mutex;

void A() {
    std::unique_lock<std::shared_timed_mutex> lock(mutex);
    //do something (should't be done while function B is executing)
}

T B() {
    std::shared_lock<std::shared_timed_mutex> lock(mutex);
    //do something (should't be done while function A is executing)
    return something;
}

请注意，即使 B() 的并发执行也会始终存在一些同步开销，这最终是否会给您带来比使用普通互斥锁更好的性能，这在很大程度上取决于内部和外部发生的情况这些功能 - 在提交更复杂的解决方案之前始终进行测量。

Boost.Thread 还提供了 shared_mutex.

的实现

Answer 3

这很可能充满了错误，但由于您没有 C++14，您可以围绕 std::mutex 创建一个锁计数包装器并使用它：

// Lock-counting class
class SharedLock
{
public:
   SharedLock(std::mutex& m) : count(0), shared(m) {}

   friend class Lock;

   // RAII lock
   class Lock
   {
   public:
      Lock(SharedLock& l) : lock(l) { lock.lock(); }
      ~Lock()                       { lock.unlock(); }
   private:
      SharedLock& lock;
   };

private:

   void lock()
   {
      std::lock_guard<std::mutex> guard(internal);
      if (count == 0)
      {
         shared.lock();
      }
      ++count;
   }


   void unlock()
   {
      std::lock_guard<std::mutex> guard(internal);
      --count;
      if (count == 0)
      {
         shared.unlock();
      }
   }

   int count;
   std::mutex& shared;
   std::mutex internal;
};

std::mutex shared_mutex;

void A()
{
   std::lock_guard<std::mutex> lock(shared_mutex);
   // ...
}


void B()
{
   static SharedLock shared_lock(shared_mutex);
   SharedLock::Lock mylock(shared_lock);
   // ...
}

...当然，除非您想深入了解 Boost。

c ++：为其他函数锁定互斥锁但本身可以并行执行的函数

c++: Function that locks mutex for other function but can itself be executed in parallel

c++

parallel-processing

multithreading

mutex