C++ 多读/单写器类的线程安全

我正在制作一套经常阅读但很少写作的作品

class A {
  boost::shared_ptr<std::set<int> > _mySet;
public:
  void add(int v) {
    boost::shared_ptr<std::set<int> > tmpSet(new std::set<int>(*_mySet));
    tmpSet->insert(v);  // insert to tmpSet
    _mySet = tmpSet;    // swap _mySet
  }
  void check(int v) {
    boost::shared_ptr<std::set<int> > theSet = _mySet;
    if (theSet->find(v) != theSet->end()) {
      // do something irrelevant
    }
  }
};

A类{
boost:：shared_ptr_mySet；
公众：
无效添加（int v）{
boost:：shared_ptr tmpSet（新std:：set（*u mySet））；
tmpSet->insert（v）；//插入到tmpSet
_mySet=tmpSet；//swap\u mySet
}
无效检查（INTV）{
boost:：shared\u ptr theSet=\u mySet；
如果（theSet->find（v）！=theSet->end（））{
//做些无关紧要的事
}
}
};

---

在类中，

add（）

仅由一个线程调用，

check（）

由多个线程调用

check（）

不关心

\u mySet

是否是最新的。类线程安全吗？执行

check（）

的线程是否可能在

insert to tmpSet

之前观察到

swap\u mySet

发生？

您确实需要同步，这不是线程安全的。一般来说，这并不重要，即使是像

shared+=value这样简单的东西不是线程安全的

请看下面有关共享线程安全的示例：

我也会质疑您在
add（）
中的分配/交换以及在
check（）中使用
shared\u ptr

更新：

我回去重新放了dox用于共享\u ptr。。。它很可能是线程安全的，因为shared_ptr的引用计数是线程安全的。但是，如果不使用读/写锁，则会造成（IMHO）不必要的复杂性。
这是一个有趣的使用
shared\u ptr
实现线程安全的方法。
是否正常取决于螺纹的安全保证
boost:：shared_ptr
。特别是，它是否建立了某种
fence或membar，这样可以保证所有写入
set
的构造函数和
insert
函数出现在任何
指针值的修改变得可见

我在Boost中找不到任何线程安全保证
智能指针的文档。这让我惊讶，因为我确信
有一些。但是快速查看一下1.47.0的源代码就发现没有，
并且在线程化环境中使用
boost:：shared_ptr
将
失败。（有人能告诉我我错过了什么吗
相信
boost:：shared_ptr
忽略了线程。）

无论如何，有三种可能性：您不能使用共享指针
在线程化环境中（似乎是这样），共享
指针在线程化环境中确保其自身的内部一致性，
但是没有建立关于其他对象的顺序，或者
共享指针建立完整的顺序。只有在最后一种情况下才会发生
你的代码应该是安全的。在第一种情况下，您需要某种形式的
把所有东西都锁起来，第二，你需要一些
围栏或membar，以确保实际完成必要的写入
在发布新版本之前，他们将在
尝试读取它。
最终，此代码应该是线程安全的：

atomic_存储（&u my_set，tmpSet）

及

theSet=原子负载（&u mySet）

（而不是简单的作业）

但我不知道目前对共享ptr的原子性支持的现状

请注意，以无锁的方式将原子性添加到共享的\u ptr中确实很困难；因此，即使实现了原子性，它也可能依赖于互斥锁或用户模式自旋锁，因此，有时可能会遇到性能问题

编辑：也许还应该添加_my_set成员变量的volatile限定符。。但是我不确定原子操作的语义是否严格要求它
我认为如果共享ptr的交换是原子的，那么这将是线程安全的。否则，可以在“添加”的末尾进行部分交换，在“检查”的开头进行部分复制。你可以用一个真正的原子指针类型的类来替换shared_ptr，然后这个算法就正确了。我理解为什么
shared+=value
不是线程安全的，因为它是一个读-修改-写操作。但是，指针的复制和交换是非线程安全的，因为指针引用的对象可能处于不一致的状态或其他状态吗？check（）中的共享_ptr确保find（）和end（）应用于同一对象。有什么问题吗？@Anycorn:引用计数本身是线程安全的，但是复制、移动或分配共享\u ptr与引用计数不同步，因此这些操作在“volatile”共享指针上不是原子操作。您最初的答案似乎是正确的，但更新是错误的：）显然，最近的boost库支持共享ptr上的原子加载/原子存储操作，但它们的实现似乎使用了自旋锁，从性能角度来看，这是一个有争议的选择（另请参见我的答案）。。嗯，我没有看到原子加载/存储的易失性变体，我不明白为什么。。它们显然使用自旋锁，但不提供易失性变量。@user396672要获得锁定，您必须使用
原子存储
和
原子加载
来访问
共享ptr
。否则，绝对没有保护：
操作符=
基于
交换
，而
交换
独立交换两个指针。（事实上，这是经典的保证：在原始代码中，一个线程修改智能指针，而其他线程访问它，因此需要某种外部同步。）你是对的，所有访问操作都应该是原子的（在我的回答中，我忘了set-ctor中使用的u*_mySet参数，参数应该是*atomic_-load（_-mySet）我不希望在智能指针上定义
原子存储
和
原子加载
。该标准要求实现整数类型和（原始）指针，而不是其他。除非我忽略了某些东西（很可能），否则没有类类型（没有