此代码是从向量中添加和删除项目的线程安全方式吗？

Posted 2023-02-22

【中文标题】此代码是从向量中添加和删除项目的线程安全方式吗？

【英文标题】：Is this code a thread-safe way to add and remove items from a vector?

【发布时间】：2020-10-03 19:28:43

【问题描述】：

我试图很好地理解线程安全，所以，我有一个简单的代码（代码不是真实的），我已经应用了线程安全，如下所示：

vector<int> myList;
const unsigned short ListSize = 5;
mutex mut;
condition_variable cond;

void AddItem() 
    for (int i = 0; i < ListSize + 2; i++) 
        mut.lock();
        myList.push_back(i);
        mut.unlock();
        cond.notify_one();
        cout << "An item added." << "\n";
        this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(300));
    


void RemoveItem() 
    for (int i = 0; i < ListSize; i++) 
        unique_lock<mutex> locker(mut);
        cond.wait(locker, []()  return !myList.empty(); );
        myList.erase(myList.begin());
        cout << "An item removed." << "\n";
        this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(300));
    



int main() 

    thread th_task1(&AddItem);
    thread th_task2(&RemoveItem);
    th_task1.join();
    th_task2.join();

    if (!myList.empty()) 
        cout << "There are " << myList.size() << " items." << "\n";
     else 
        cout << "The list is empty." << "\n";
    

    return 0;

另外，您可以测试来自here 的代码。

该代码是否被认为是线程安全的？如果不是如何使其成为线程安全的？

【问题讨论】：

随机想法。 cout 上有一个额外的锁争用可能会影响性能。循环可能运行时间太短而无法显示问题。抱着锁睡觉模拟大工作，这是你要测试的吗？创建线程的时间并非无关紧要，您可能希望从 mut 锁定开始并在创建两个线程后解锁它。谁可以使用互斥锁是否公平？

@Surt：谢谢你的想法。关于使用 std::cout 和 sleep 它们只是为了测试。 （1）以锁定mut启动功能并在功能结束时解锁它是一种好方法，还是我必须锁定/解锁只是添加/删除项目的部分？ (2) 当使用输入/输出流（std::cin, std::cout）时，是否也需要使用锁定/解锁？

【参考方案1】：

它是线程安全的（例如，你应该在应该锁定的时候锁定，并正确地执行wait），但它不是一个很好的线程使用，因为你只会在添加线程完全完成时通知删除线程。

所以你也可以直接从main 拨打AddItem() 然后RemoveItem()。

另外，虽然我知道休眠只是为了试验，但您可能需要考虑将这些休眠从锁中取出，否则，您再次创建大量争用，从而阻止多线程在任何方面都有用。

【讨论】：

关于解除睡眠进程的锁，当我这样做时，在第一次添加操作之后会发生一个删除操作，尽管它必须先执行所有添加操作，然后再执行移除操作。我不知道为什么会这样？看看这个screenShot

@LionKing “它必须先执行所有添加操作，然后执行删除操作” 那你为什么使用两个线程？这不是线程的用途。如果你想做 A 事，那么 B 事……就去做。线程在这里对您没有帮助。 “我不知道为什么会这样？” 因为这就是线程的作用！！！它使事情同时发生。

老实说，当你甚至不知道线程是什么的时候，你为什么还要使用它们？

正如我之前所说的“我正在努力理解线程安全”。但是你是对的，这个例子的实现方法应该是先加项再删除项，而不是全部加项再删除所有项。