被连续迭代的线程安全无序映射

Question

我有 classes 的集合，可以使用以下模板访问：

template <typename T> using RegistryMap = std::unordered_map <std::string, T *>;
template <typename T> class Registry {
  static RegistryMap<T> registry;

public:
  static T* get(const std::string& name) {
    auto it = registry.find(name);
    return it == registry.end() ? nullptr : it->second;
  }

  static const RegistryMap<T>& getAll() {
    return registry;
  }

 static bool add(const std::string &name, T *object) {
    T* &store = registry[name];
    if (store)
      return false;
    else {
      store = object;
      return true;
    }
  }

  static bool remove(const std::string &name) {
    auto it = registry.find(name);
    if (it == registry.end())
      return false
    else {
      registry.erase(it);
      return true;
    }
  }
};

此注册表中的许多 classes 定义了一个名为运行的方法，线程线程将调用一个紧密循环。当发生这种情况时，其他线程可能会使用上述方法从地图中 add/remove 个元素。

void workerThread() {
     examples = Registry<ExampleClass>::getAll();
     auto it = examples.begin();
     while (true) {
         if (it != examples.end())
             it++->second->run();
         else
             it = examples.begin();
     }
}

有没有办法让这个模板线程安全？我可以将静态锁添加到注册表模板 class 并在添加或删除方法中获取它。但是我该如何处理紧密循环的线程呢？特别是在注册表增长非常大的情况下。愿意更换 unordered_map 并在必要时丢失线性查找时间。

Answer 1

有无数种方法。这是一个非常简单的实现错误的可能性很小。

在您的内部实现中，不要保留单个散列 table，而是 p 对散列 table 和锁（ p 是某个素数）。

要修改（即插入或删除）一个条目，首先找到它的散列值，然后将它取模到 p table 之一，然后锁定和做手术。

同时，紧环线程将迭代 p 组。对于每个组，它将锁定锁，遍历该组，然后释放它。

p 有一个折衷。 p的值太小（相对对象总数）会导致争锁的概率很高。 p 的值太高将导致紧密循环线程的锁定到有效负载操作的开销很高。

根据情况，您可能还想考虑读写锁，只有修改操作才具有写访问权限。

Answer 2

一种简单的方法是使用循环 linked 列表。这根本不需要锁定 - 只需确保插入和删除是列表本身的原子操作（很容易实现）。

如果线性查找很重要，可以通过在键（字符串...）和列表中的 link 之间保存一个映射来扩展解决方案，以便于删除或任何其他操作。

被连续迭代的线程安全无序映射

Thread-Safe Unordered Map that is being Continuously Iterated Over

c++

multithreading

templates

stl