Multithreading: ¿necesito proteger mi variable en el método de solo lectura?

Question

Tengo algunas preguntas sobre el uso de bloqueo para proteger mi estructura de datos compartidos. Estoy usando C/C++/ObjC/ObjC++

Por ejemplo, tengo una clase de contador que usan en el entorno multi-hilo

class MyCounter { 
private: 
    int counter; 
    std::mutex m; 

public: 
    int getCount() const { 
     return counter; 
    } 
    void increase() { 
     std::lock_guard<std::mutex> lk(m); 
     counter++; 
    } 
}; 

1. ¿Es necesario utilizar std::lock_guard<std::mutex> lk(m); en getCount() método para hacerlo ¿a salvo de amenazas?

2. ¿Qué sucede si solo hay dos hilos: un hilo de lectura y un hilo de escritor entonces, ¿tengo que protegerlo? Como solo hay un hilo modificando la variable, creo que no ocurrirá ninguna actualización perdida.

3. Si hay varios escritor/lector para una variable de tipo primitiva compartida (por ejemplo, int) ¿qué desastre puede ocurrir si solo bloqueo el método de escritura pero no el método de lectura? ¿El tipo de 8bits marcará la diferencia en comparación con el tipo de 64 bits?

4. ¿Hay algún tipo primitivo que sea atómico por defecto? Por ejemplo, escribir en un char es siempre atómico? (Sé que esto es cierto en Java, pero no sé de C++ y estoy usando el compilador LLVM en Mac si las cosas plataforma)

Answer 1

Sí, a menos que se puede garantizar que los cambios en la variable subyacente counter son atómicas, necesitas el mutex

ejemplo

clásico, dicen counter es un valor de dos bytes que se incrementa en etapas (no-atómicas):

add 1 to lower byte 
if lower byte is 0: 
    add 1 to upper byte 

y el valor inicial es 255.

Si otro hilo viene en cualquier lugar entre el cambio de byte inferior y el cambio de byte superior, leerá 0 en lugar del 255 correcto (preincremento) o 256 (incremento posterior).

En términos de qué tipos de datos son atómicos, el último estándar de C++ los define en el encabezado <atomic>.

Si no tiene tienen capacidades C++ 11, entonces depende de la implementación qué tipos son atómicos.

Answer 2

Sí, también necesitaría bloquear la lectura en este caso.

Existen varias alternativas: una cerradura es bastante pesada aquí. Las operaciones atómicas son las más obvias (sin bloqueo). También hay otros enfoques para bloquear este diseño: el bloqueo de lectura y escritura es un ejemplo.

Answer 3

Sí, creo que también es necesario bloquear la lectura. Pero dado que está utilizando las características de C++ 11, ¿por qué no usa std::atomic<int> counter;?

Answer 4

No puede garantizar que múltiples hilos no modifiquen su variable al mismo tiempo. y si tal situación ocurre, su variable se distorsionará o el programa podría bloquearse. Para evitar tales casos, siempre es mejor y más seguro hacer que el programa sea seguro.

Puede utilizar las técnicas estadísticas de sincronización disponibles como: mutex, Lock, atributo de sincronización (disponible para MS C++)