C++ C/C++；带线程的数组-我需要使用互斥锁还是锁？

我不熟悉使用线程，并且读过很多关于如何共享和保护数据的书。但我也没有真正掌握如何使用互斥锁和锁来保护数据

下面是我将要解决的问题的描述。需要注意的重要一点是，这将是时间关键的，因此我需要尽可能减少开销

我有两个固定大小的双数组

• 第一个数组将为后续计算提供数据。 线程将从中读取值，但它永远不会被修改。任何线程都可以在某个时间读取元素

• 第二个数组将用于存储线程执行的计算结果。此数组的一个元素将仅由一个线程更新，并且可能仅在结果值为
  时更新一次 这是写给它的

我的问题是：

每次从只读阵列访问数据时，我真的需要在线程中使用互斥吗？如果是，你能解释一下原因吗

当线程写入结果数组时，我是否需要在线程中使用互斥体，即使这将是唯一一个写入此元素的线程

我应该使用原子数据类型吗？如果我使用原子数据类型，会不会有很大的时间开销

这类问题的许多答案似乎是-不，如果变量对齐，就不需要互斥。在本例中，我的数组元素是对齐的，还是有办法确保它们对齐

该代码将在64位Linux上实现。我计划使用Boost库进行多线程处理

我已经仔细考虑了这一点，并在网上搜索了几天，一旦发布，答案和清晰的解释在几秒钟内就回来了。有一个“公认的答案”，但所有的答案和评论都同样有用

每次从只读阵列访问数据时，我真的需要在线程中使用互斥吗？如果是，你能解释一下原因吗

不会。因为数据从未修改过，所以不会有同步问题

当线程写入结果数组时，我是否需要在线程中使用互斥体，即使这将是唯一一个写入此元素的线程

视情况而定

如果任何其他线程要读取该元素，则需要同步

如果任何线程可能修改向量的大小，则需要同步

在任何情况下，注意不要通过不同的线程大量写入相邻的内存位置。这可能会破坏性能。请参阅“虚假共享”。考虑到，您可能没有太多的内核，因此没有太多的线程，并且您说写操作只完成一次，但这可能不会是一个重大问题

我应该使用原子数据类型吗？如果我使用原子数据类型，会有很长的时间吗

如果使用锁（互斥锁），则不需要原子变量（而且它们确实有开销）。如果不需要同步，则不需要原子变量。如果您需要同步，那么在某些情况下可以使用原子变量来避免锁定。在哪些情况下可以使用原子而不是锁。。。这个问题更复杂，我认为超出了这个问题的范围

根据评论中对您的情况的描述，似乎根本不需要同步，因此不需要原子或锁

…在本例中，我的数组元素是对齐的，还是有办法确保它们对齐

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正如Arvid所指出的，您可以使用c++11中引入的关键字请求特定的对齐。在c++11之前，您可以求助于特定于编译器的扩展：

在给定的两个条件下，不需要互斥。请记住，每次使用互斥锁（或任何同步构造）都会带来性能开销。因此，您希望尽可能避免使用它们（当然，不影响正确的代码）

不需要。不需要互斥体，因为线程只读取数组

不会。因为每个线程只写入一个不同的内存位置，所以不可能存在争用条件

不，这里不需要原子访问对象。事实上，使用原子对象可能会对性能产生负面影响，因为它会阻止优化的可能性，例如重新排序操作

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你在正确的轨道上

1） 对于第一个数组（只读），不需要为其使用互斥锁。由于线程只是读取而不是更改数据，因此一个线程不可能损坏另一个线程的数据

2） 这个问题让我有点困惑。如果您知道线程1只将一个元素写入阵列插槽1，线程2只将一个元素写入阵列插槽2，那么您就不需要互斥锁。然而，我不确定你是如何实现这个属性的。如果我的上述声明不适合您的情况，您肯定需要一个互斥锁

3） 鉴于原子的定义：

原子类型是封装一个值的类型，该值的访问保证不会导致数据争用，并可用于同步不同线程之间的内存访问

注意，互斥锁是原子锁，这意味着只需要一条汇编指令就可以获取/释放锁。如果需要2个装配说明来抓取/释放锁，则锁不是螺纹安全的。例如，如果线程1试图获取锁并切换到线程2，那么线程2将获取锁

使用原子数据类型会减少开销，但不会显著降低

4） 我不知道你怎样才能保证你的变量是线性的。因为线程可以在程序中随时切换（操作系统决定线程切换的时间）

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希望这有帮助

您唯一需要使用锁的时间是在共享资源上修改数据时。如