C++ 在线程之间共享数据时，如何从不变性中获益？

我听说使用不可变数据类型可以使并发编程更安全。（例如，我正在C++中编码，试图获得这些好处。但我正在努力理解这个概念

如果我像这样创建一个不可变的数据类型：

struct Immutable
{
public:
    const int x;

    Immutable(const int x)
    : x(x)
    {}
}

我在一个线程上构造它，如何在另一个线程上使用它；i、 e.我可以做到：

std::shared_ptr<Immutable> sharedMemory;

// Thread 1:
sharedMemory = std::make_shared<Immutable>(1);

// Thread 2:
DoSomething(*sharedMemory);

std:：shared\ptr sharedMemory；
//线程1：
sharedMemory=std:：make_shared（1）；
//线程2：
DoSomething（*共享内存）；

但我仍然需要使用锁定或某种屏障来保证代码的线程安全，因为当我尝试在线程2上访问sharedMemory所指向的值时，它可能无法完全构造

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如何在线程之间复制不可变数据，以使并发更安全，正如不可变性所应做的那样？

只有当您有多个线程且其中至少有一个线程将写入变量时，才需要对变量进行同步。对于不可变对象，您无法对其进行写入。这意味着您可以从中读取任意数量的线程，而不会产生不良影响，因为数据永远不会更改

因此，在这种情况下，您可以静态初始化对象，在C++11及更高版本中是线程安全的，或者在线程启动之前初始化它，然后与它们共享它

// Thread 1:
sharedMemory = std::make_shared<Immutable>(1);

// Thread 2:
DoSomething(*sharedMemory);

这不是完全不变的共享状态

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这是对不可变共享状态的另一种不纯使用：

cow_ptr<Document> ptr = GetCurrentDocument();

std::future<error_code> print = print_document_async(ptr);
std::future<error_code> backup = backup_document_async(ptr);

ptr.write().name = "new name";

cow_ptr ptr=GetCurrentDocument（）；
std:：future print=打印文件异步（ptr）；
std:：future backup=备份\文件\异步（ptr）；
ptr.write（）.name=“新名称”；

cow_ptr

是一个写时复制指针。它允许只读不可变访问

如果要更改它，可以调用

.write（）

方法。如果您是唯一拥有该共享资源的人，那么它只会为您提供写访问权限。否则，它将克隆资源并保证其唯一性，然后为您提供写访问权限

两个不同的线程，

print

和

backup

线程可以访问

ptr

。他们不能更改其他线程可以看到的任何数据（允许他们编辑数据，但这只会修改数据的本地副本）

回到主线程，我们将文档重命名为新名称。打印线程和备份线程都不会看到这一点，因为它们有一个不可变（逻辑）副本

两个线程都访问相同的

ptr

变量是不合法的，但它们可以访问该

ptr

变量的副本

如果文档本身是由

cow_ptr

s构建的，则文档的“副本”只会复制内部

cow_ptr

s；也就是说，它会增加一些引用计数，而不是整个状态

修改深层元素将涉及面包屑；您需要一个

breadcrumb\u ptr

来跟踪到达给定

cow\u ptr

所需的路线。然后，它上面的

.write（）

将继续将所有内容复制回“文档”的根目录，可能会在运行时替换每个指针（使用

.write（）

调用）

在这个系统中，我们能够在线程之间以O（1）的代价共享非常大和复杂的数据结构shapeshot，唯一的同步开销是引用计数

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这仍然不是纯粹的不变性。但在实践中，这种不纯形式的不变性带来了许多好处，并允许您高效、安全地完成一些极其危险或昂贵的事情。

我认为，这个想法是在启动多线程之前设置共享对象。

cow_ptr<Document> ptr = GetCurrentDocument();

std::future<error_code> print = print_document_async(ptr);
std::future<error_code> backup = backup_document_async(ptr);

ptr.write().name = "new name";