共享模式在共享访问中是啥意思？

Posted 2023-02-22

【中文标题】共享模式在共享访问中是啥意思？

【英文标题】：What does shared mode mean in shared access?共享模式在共享访问中是什么意思？

【发布时间】：2021-06-28 17:57:54

【问题描述】：

在多线程中，有一个叫做shared_mutex 的东西。当有shared_mutex 时，有两种访问方式。共享访问和独占访问。我已经知道什么是独占访问，但什么是共享访问？据此：https://***.com/a/46050121/15976718，“共享访问允许多个线程获取互斥锁，但它们都只能在共享模式下。”他所说的共享模式是什么意思？共享模式有什么作用？在共享模式下，你可以做与独占访问相同的事情吗？

【问题讨论】：

en.cppreference.com/w/cpp/thread/shared_mutex

您提到的答案甚至给出了一个例子，只读与读写访问。我不明白你不清楚其中的哪一部分。

【参考方案1】：

您可以将它们视为读取器和写入器锁。

假设您使用共享互斥锁保护一个整数。

只要没有线程正在写入，您就可以安全地让两个线程读取它。但是，如果任何线程正在编写它，则不应有其他人在阅读它，也不应由其他人编写它，否则您将面临竞争条件的风险。

所以规则是

任何数量的线程都可以在共享模式下持有互斥锁。 如果任何线程以独占模式持有互斥锁，则根本没有其他线程可以以任何模式持有互斥锁。

有一些细节，但这应该让你直觉地理解如何使用它，并把细节挂起来。

当使用 C++ std 容器时，您可以使用共享互斥锁来保护它，并对 const 操作使用共享锁，对非const 操作使用独占锁，并避免基于 C++ 内存模型竞争的竞争条件。 （它仍然不作曲，但还不错）。举个例子。

template<class T>
struct shared_mutex_guarded 
  template<class F>
  auto read(F&& f)const 
    auto l = lock();
    return f(t);
  
  template<class F>
  auto write(F&& f) 
    auto l = lock();
    return f(t);
  
  shared_mutex_guarded(T tin):
    t(std::forward<T>(tin))
  
private:
  mutable std::shared_mutex m;
  T t;
  auto lock() const 
    return std::shared_lock(m);
  
  auto lock() 
    return std::unique_lock(m);
  
;

测试代码：

auto start = std::chrono::steady_clock::now();

shared_mutex_guarded vec = std::vector<int>1,2,3;
std::jthread a0([&]
    using namespace std::chrono;
    while(duration_cast<seconds>(steady_clock::now()-start).count() < 3) 
        std::this_thread::sleep_for( 100ms );
        std::stringstream ss;
        vec.read([&](auto& vec)
            std::cerr << "Working...\n";
            for (auto i:vec)
                std::this_thread::sleep_for( 10ms );
                ss << i << ",";
            
            ss << "\n";
            std::cerr << "Solved!\n";
        );
        std::cerr << ss.str();
    
);
std::jthread a1([&]
    using namespace std::chrono;
    while(duration_cast<seconds>(steady_clock::now()-start).count() < 3) 
        std::this_thread::sleep_for( 100ms );
        std::stringstream ss;
        vec.read([&](auto& vec)
            std::cerr << "Summing...\n";
            int sum = 0;
            for (auto i:vec)
            
                std::this_thread::sleep_for( 10ms );
                sum += i;
            
            ss << "Sum is " << sum << "\n";
            std::cerr << "Summed!\n";
        );
        std::cerr << ss.str();
    
);
std::jthread b([&]
    using namespace std::chrono;
    while(duration_cast<seconds>(steady_clock::now()-start).count() < 3) 
        std::this_thread::sleep_for( 100ms );
        vec.write([&](auto& vec)
            vec.push_back(vec.back()+1);
            for (auto& i:vec)
                i *= 2;
        );
    
);