在锁定状态下清除std::map与移动到临时对象之间的区别

Question

我正在使用std::map，并且其中有大量的元素。如果我需要清空map，我可以直接调用clear()函数。但是这可能需要一些时间来清空，特别是在多线程环境下，在锁定状态下执行此操作可能会阻塞其他调用。为了避免调用clear()，我尝试了以下方法：

std::mutex m;
std::map<int, int> my_map; // the map which I want to clear

void func()
{
    std::map<int, int> temp_map;
    {
        std::lock_guard<std::mutex> l(m);
        temp_map = std::move(my_map);
    }
}

这将在锁的保护下将my_map移动到temp_map中，将其清空。当函数结束时，temp_map将被销毁。

这是一种更好的方法以防止长时间获取锁吗？有任何性能影响吗？

- kwadhwa

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这是一个好主意，但在释放锁之前，我建议最后调用my_map.clear()。因为根据我所记，一个被移动过的标准容器会被置于“不确定但有效”的状态 -- 因此唯一安全的方法是调用那些没有前置条件的函数，而clear()没有前置条件，并且可以确保映射的状态是确定的。 - cdhowie

可以使用 map::swap 成员函数来交换非空和空的映射。 - Richard Critten

或者使用std::swap，因为它有适用于std::map的特化版本。 - Blastfurnace

同时，移动操作只需要是线性的，来源：http://en.cppreference.com/w/cpp/container/map/operator%3D - Richard Critten

@RichardCritten：不，move的复杂度为0，只是一个到map&&的转换。你所引用的线性复杂度是operator=(map&&)，但它是目标映射大小的线性，而在OP中它只是被创建，因此是常数（0）。移动构造函数map(map&&)具有预期的常数复杂度（除非你使用分配器玩得很奇怪，当然）。 - rodrigo

Answer 1

我建议使用swap而不是move。移动的对象并不能保证实际上是空的或者甚至可以使用。但是通过swap和一个新创建的对象，你可以确保结果：

void func()
{
    std::map<int, int> temp_map;
    using std::swap;
    {
        std::lock_guard<std::mutex> l(m);
        swap(my_map, temp_map);
    }
}

- rodrigo

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@K.Wadhwa：YW。一个简单的方法是将swap视为双倍的“移动”：您将旧地图移出并将新地图移入。 - rodrigo

是的，但移动需要线性时间，而交换是常数时间。 - kwadhwa

@K.Wadhwa：您可能指的是问题评论中的链接……我认为那是错误的（我在上面回复了）。简而言之，a = move(b) 在您的情况下是空映射，其大小是线性的。 - rodrigo

“移动过的对象并不保证实际上为空或可用。” 标准在这里不同意你的观点。[lib.types.movedfrom]: “C++标准库中定义的类型的对象可能被移动(12.8)。移动操作可以明确指定或隐式生成。除非另有规定，否则这些移动后的对象必须处于有效但未指定状态。”（强调是我的）因此，my_map.clear();足以将移动后的map返回到已知（且为空）的状态。但还是+1，因为交换方式更加简洁。 - cdhowie

@cdhowie：你说得对。我记得读过，一个移动的对象只适合销毁...也许是在旧的草稿中？无论如何，已经改正了。 - rodrigo