（最好是提升）无锁数组/向量/地图/等？

Posted 2023-02-22

【中文标题】（最好是提升）无锁数组/向量/地图/等？

【英文标题】：(preferably boost) lock-free array/vector/map/etc?

【发布时间】：2013-03-11 02:15:22

【问题描述】：

考虑到我缺乏 C++ 知识，请尝试阅读我的意图，而不是我糟糕的技术问题。

这是我的程序的主干https://github.com/zaphoyd/websocketpp/blob/experimental/examples/broadcast_server/broadcast_server.cpp

我正在使用 websocket++ 构建一个 websocket 服务器（哦，websocket++ 很不错。我强烈推荐），并且我可以轻松地线程安全地操作每个用户数据，因为它确实不需要由不同的线程来操作；但是，我确实希望能够在一个函数线程中写入一个数组（我将使用来自 vb、php、js 等较弱语言的包罗万象的术语“数组”）（可以运行多个迭代）同时）并读入 1 个或多个线程。

以堆栈为例：如果我想让所有ids（所有文章的PRIMARY 列）以特定方式排序，在这种情况下按净投票排序，并保存在内存中，我'我想我会有一个在它自己的boost::thread 中调用的函数，每当网站上的投票进入以重新排序数组时就会触发。

如何在不锁定和阻塞的情况下做到这一点？我可以 100% 接受用户从旧数组读取而另一个正在构建，但我绝对不希望他们的读取或线程写入失败/被阻塞。

是否存在无锁数组？如果没有，是否有某种方法可以在临时数组中构建新数组，然后在构建完成时将其写入实际数组而无需锁定和阻塞？

【问题讨论】：

我不确定您避免锁定/阻塞的要求来自哪里，或者它有多严格，但是如果您在临时数据结构中构建“数组”（而原始数据正在使用对于访问），您可以使用标准 STL swap() 操作在完成后将其交换到位。这不是原子的，因此在交换操作期间需要锁定，但它是一个相对“快速”的操作，因此您的“数组”不会被锁定很长时间并且它是“安全的”。 （关于你的问题，我个人不知道有什么方法可以在没有锁定/阻塞的情况下在 C++ 中执行你所要求的操作。）

（顺便说一句，如果您确实使用swap() 实现了此功能，那么您将希望使用“读取器/写入器”锁定模式，顺便说一句。）

整个问题对我来说都是“过早的优化”。你是否真的分析过你的程序在真实场景中运行，并表明你从@Turix 的方法中获得的最小锁会导致问题？

【参考方案1】：

你看过Boost.Lockfree吗？

【参考方案2】：

呃，呃，呃。复杂。

看这里（例如）：RCU——这只是关于多次读取和一次写入。

我的猜测是多个作家同时工作是行不通的。您应该寻找一种比数组更有效的表示，一种允许更快更新的表示。平衡树怎么样？ log(n) 不应该以明显的方式阻塞任何东西。

关于 boost——我很高兴它终于对线程同步有了适当的支持。

当然，您也可以保留一份副本并批量更新。然后后台进程合并更新并将结果复制给读者。

【讨论】：

也许可以试试数据库索引。 mysql 可以在 RAM 中存储表和索引。