是否可以使用互斥锁来锁定向量中的元素而不是整个向量？

Question

例如，给定一个向量 myVec；将 10 个元素推回 myVec

  for (int i = 0; i < 10; ++i)
  {
          buffer myBuf = i; // actually myBuf is not necessarily int.
          myVec.push_back(myBuf);
  }

向量的每个元素将被多个线程异步更改。如何使用互斥锁仅锁定 myVec 中的一个缓冲区，以便一个线程可以写入或读取元素；另一个可以同时读写另一个元素吗？

谢谢

Answer 1

你想要的比你想象的更简单也更困难：

如果你的容器作为一个整体没有改变，即没有插入或擦除，那么标准库容器已经提供了一种有限类型的线程安全，即允许不同的线程读取或修改不同的容器元素，即只要不超过一个线程访问任何给定元素。

另一方面，如果将容器作为一个整体进行修改，那么您几乎没有任何安全性：根据容器的类型，您绝对必须了解引用和迭代器失效。如果您知道对元素的引用或迭代器不受影响，则上述内容适用（分别适用于引用或取消引用的迭代器）。如果没有，那么除了重新获取对所需元素的新引用之外，您别无希望。

Answer 2

如果向量在启动时初始化，它就像一个固定大小的数组，因此不需要锁定它。如果需要的话，我更喜欢用 new[] 分配一个数组:)。

比方说，如果线程N仅访问fieldN，则不需要任何锁，则当多个线程尝试访问读和写同一资源时需要锁。

如果一个线程只访问一种资源进行读写，并且该资源没有被任何其他线程访问，那么绝对没有问题！你不需要任何锁。

如果多个线程之间仅以只读模式访问一个资源，则不需要任何锁。

如果不清楚，在您的情况下，array[i]是读/写资源，而array是共享只读资源。

如果需要同步每个元素，则需要每个元素都有一个互斥体。如果有n个资源被m个线程访问，则需要使用n个互斥锁来锁定资源。它们并不昂贵。

如果您确实拥有太多资源，则可以锁定数组的部分内容：单个互斥锁将使您的应用程序成为单线程，但例如，您可以每 10 个项目分配 1 个互斥锁。通过这种方式，您可以减少互斥量的数量，但同时可以确保不会有太多线程停滞在一起。