c++ 中的 set 怎处理并发访问

在 C++ 中，std::set 是一个关联容器，用于存储唯一的元素。默认情况下，std::set 是线程不安全的，这意味着在多线程环境中使用它可能会导致数据竞争和不一致的状态。为了在多线程环境中安全地使用 std::set，你可以采取以下几种方法：

使用互斥锁（std::mutex）：

在访问和修改 std::set 时，使用 std::mutex 对象来保护数据。这可以确保在同一时间只有一个线程能够访问和修改 std::set。

#include <iostream>
#include <set>
#include <mutex>
#include <thread>

std::set<int> my_set;
std::mutex mtx;

void insert(int value) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    my_set.insert(value);
}

void remove(int value) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    my_set.erase(value);
}

void print() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
    for (const auto& item : my_set) {
        std::cout << item << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1(insert, 1);
    std::thread t2(insert, 2);
    std::thread t3(remove, 1);
    std::thread t4(print);

    t1.join();
    t2.join();
    t3.join();
    t4.join();

    return 0;
}

使用读写锁（std::shared_mutex）：

如果你的程序中有很多读取操作，但较少的写入操作，那么可以使用 std::shared_mutex 来提高性能。std::shared_mutex 允许多个线程同时读取数据，但在写入数据时会阻止其他线程访问。

#include <iostream>
#include <set>
#include <shared_mutex>
#include <thread>

std::set<int> my_set;
std::shared_mutex mtx;

void insert(int value) {
    std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(mtx);
    my_set.insert(value);
}

void remove(int value) {
    std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(mtx);
    my_set.erase(value);
}

void print() {
    std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(mtx);
    for (const auto& item : my_set) {
        std::cout << item << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1(insert, 1);
    std::thread t2(insert, 2);
    std::thread t3(remove, 1);
    std::thread t4(print);

    t1.join();
    t2.join();
    t3.join();
    t4.join();

    return 0;
}

使用线程安全的容器（C++20 及更高版本）：

C++20 引入了线程安全的容器，如 std::concurrent_set。这些容器在内部实现了适当的同步机制，因此可以在多线程环境中安全地使用。请注意，std::concurrent_set 并不是 C++ 标准库的一部分，而是某些实现（如 GCC 和 Clang）提供的扩展。在使用之前，请确保你的编译器和标准库支持它。

#include <iostream>
#include <concurrent_set>
#include <thread>

std::concurrent_set<int> my_set;

void insert(int value) {
    my_set.insert(value);
}

void remove(int value) {
    my_set.erase(value);
}

void print() {
    for (const auto& item : my_set) {
        std::cout << item << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1(insert, 1);
    std::thread t2(insert, 2);
    std::thread t3(remove, 1);
    std::thread t4(print);

    t1.join();
    t2.join();
    t3.join();
    t4.join();

    return 0;
}

总之，在多线程环境中使用 std::set 时，需要采取适当的同步机制来确保数据的一致性和安全性。你可以根据你的具体需求和场景选择合适的方法。

最新问答

相关标签