c++ 使用 std::multimap 时出现运行时错误的可能性很小

Question

有时我在使用 multimap std::async 时遇到运行时错误。调试模式下的 Visual2019 显示此错误：

Expression: cannot dereference end map/set iterator.

产生错误的代码示例：

#include <iostream>
#include <map>
#include <future>
#include <mutex>
#include <Windows.h>

class MyClass
{
public:
    MyClass()
    {

        mp.emplace(mapsize, 'f');
        mapsize += 1;
        ft = std::async([this]() {
            mx.lock();
            while (true) {
                for (int i = 0; i < mapsize; i++) {
                    auto pr = mp.equal_range(i);
                    for (auto j = pr.first; j != pr.second; j++)
                        std::cout << j->second << "\n";}}
            mx.unlock(); });
    }
private:
    std::mutex mx;
    static int mapsize;
    std::future <void>ft;
    static std::multimap <int, char> mp;
};
int MyClass::mapsize;
std::multimap <int, char> MyClass::mp;


int main()
{
    for (int i = 0; i < 100000; i++)
        new MyClass();
}

编辑：我做了一些同步，但它仍然产生同样的错误

Answer 1

std::async 默认情况下在单独的线程中运行。所以你在没有同步的情况下从多个线程访问同一个对象（mp）。这被称为 竞争条件 ，undefined behavior.

的一种形式

仅在 (1) 多个读取器、0 个写入器或 (2) 0 个读取器、1 个写入器的情况下，才可能对同一对象进行非同步并行访问。在所有其他情况下，访问应该被序列化，例如使用 mutex.

但请注意，使用互斥锁时，所有对共享对象的访问必须受到same 互斥锁的保护。所以互斥量应该设为 static 并在 mp.emplace 和 mapsize += 1 附近使用。

此外，为了更好的异常安全性，请使用 unique_lock 或 lock_guard (RAII) 而不是手动锁定互斥量：

class MyClass
{
public:
    MyClass()
    {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        mp.emplace(mapsize, 'f');
        mapsize += 1;
        ft = std::async([this]() {
            while (true) {
                std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
                for (int i = 0; i < mapsize; i++) {
                    auto pr = mp.equal_range(i);
                    for (auto j = pr.first; j != pr.second; j++)
                        std::cout << j->second << "\n";
                }
            }
        });
    }
private:
    std::future <void>ft;
    static std::mutex mtx; // protects everything from here on down
    static int mapsize;
    static std::multimap <int, char> mp;
};
int MyClass::mapsize;
std::mutex MyClass::mtx;
std::multimap <int, char> MyClass::mp;

int main()
{
    for (int i = 0; i < 100000; i++)
        new MyClass();
}

c++ 使用 std::multimap 时出现运行时错误的可能性很小

c++ small chance for runtime error while using std::multimap

c++

stl

multimap