C++两个锁比一个更好吗？

Question

我有一份资源（向量、列表等），我想让多个写者/读者都能够访问。

我不确定怎样做才能实现最佳性能，即在数据结构被锁定时读取器需要使用最小数量的锁。是否最好使用两个锁，一个称为readmutex，另一个称为writemutex？

例如：

struct Foo {
    mutex writemutex_;
    mutex readmutex_;
    vector<string> data_;
    void write(string data)
    {
        lock_guard<mutex> locker(writemutex_);
        data_.emplace_back(move(data));
    }
    string get(int index) const {
        // I don't need to lock for read, but what if the data is being written?
        // and so should I lock lockmutex_? If so, then readmutex_ is unnecessary?
        // is there some cleaver way that I can avoid readers from being blocked?
        return data_[index];
    }

};

这里还可以使用哪些其他的同步技术？

- stewart99

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通常可以通过使用“读/写锁”或“共享锁”来解决这个问题；它可以被锁定以进行读取（如果没有为写入锁定，则多个线程可以执行该操作）或写入（只有一个线程可以执行该操作，而且仅在未被完全锁定时才能执行）。C++14将引入std::shared_lock来解决这个问题。在那之前，您可以使用具有此功能的线程库（例如Boost）。 - Angew is no longer proud of SO

如何使用条件锁定？在写入时进行锁定。当同时发生写入时，仅在读取时进行锁定。 - freakish

@freakish：你不会知道的。写操作可能发生在检查到写操作正在进行之后，但实际读取开始之前的任何时间。 - MSalters

Answer 1

您需要读写锁。但是您应该考虑到，在某些情况下，读写锁可能比独占锁更慢。

有很多实现方法，例如在boost中。WinAPI也有一个（自Vista或Server 2008以来）。

- sliser

Answer 2

您可以使用shared_mutex，该工具可在boost中使用，并将成为C++14的一部分。

struct Foo 
{
    using mutex = boost::shared_mutex;
    using write_lock = boost::unique_lock<mutex>;
    using read_lock = boost::shared_lock<mutex>;

    mutable mutex mutex_;
    vector<string> data_;

    void write(string data)
    {
        write_lock lock{ mutex_ };
        data_.emplace_back(move(data));
    }

    string get(int index) const 
    {
        read_lock lock{ mutex_ };
        return data_[index];
    }
};

- hansmaad

Answer 3

回答您的主要问题：不，使用两个锁并不更好。事实上，这是不正确的。您需要写锁来防止竞争，在持有写锁期间不需要任何额外的读锁。

其他答案确实有正确的替代方案（shared_mutex，它实现了读写锁），但没有解释为什么需要它。

- MSalters