结构对象数组 - 线程安全答案

【问题标题】：Array of struct objects - Thread safety结构对象数组 - 线程安全
【发布时间】：2015-10-03 02:53:36
【问题描述】：

我有一个由多个线程同时访问的全局结构对象数组。但是，可以保证由两个不同线程一次访问的结构对象（在特定数组索引处）的各个数据成员总是不同的。

我的问题是我是否需要在这个全局数组上设置互斥锁才能访问它。

我的结构如下所示：

struct data{
   string a;
   int b;
   uint16_t c;
};

编辑：

我有一个多线程 UDP 服务器程序，它创建固定数量的线程并在同一个全局 UDP 套接字上执行 recvfrom() 阻塞。无论哪个线程首先收到数据报，都会处理该数据报。在这种情况下，为了方便客户端数据的存储，我有这个全局对象数组。就我而言，对数据成员的处理将按以下顺序进行：string a, int b, uint16_t c。没有两个线程会访问同一个对象的同一个数据成员，因为客户端不会发送对 item b 的请求，直到它收到对 item a 的响应并且数组由 client_number 索引。

【问题讨论】：

你怎么知道两个不同的线程不会同时使用同一个对象？
@Mr. E - 索引可能按偶数/奇数、下三分之一、中三分之一、上三分之一等分布在线程上。
在这种情况下，两个不同的线程永远不会使用同一个对象，但是 OP 说两个线程不会同时使用同一个对象。

标签： c multithreading

【解决方案1】：

基本上，如果 100% 保证两个不同的线程不会同时接触内存中的同一位置，则不需要使用互斥锁。

但是，如果您只有 99.99% 的把握不会同时触及它，那么您肯定需要互斥锁。

另一方面，使用互斥锁会以任何方式影响您的应用程序吗？因为，如果不是这样，为了安全起见，可能值得添加一个互斥锁，以防某些东西没有按照您的预期运行。

【讨论】：

【解决方案2】：

但是可以保证，两个不同线程一次访问的结构对象的各个数据成员总是不同的。

如果不以某种方式同步你的线程，你如何保证这一点？

如果您的意思是 thread 'a' always 只访问 member 'a' 而 thread 'b' 总是只访问成员'b'，那么你就不需要锁或其他同步。

否则，您将需要一些同步。结构对象的 mutex 是一种方法。您提到的保证可以通过为单个结构成员设置 mutexes 或为访问其中之一的代码部分设置 关键部分 来提供。

所以，如果你真的可以提供这个保证，不，你不需要另一个 mutex。但这意味着您已经拥有一些同步。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果线程 1 有可能需要读取线程 2 所做的更新，您将不得不使用某种同步 - 原子访问或互斥锁。没有这些，更新可能不可见。

【讨论】：

【解决方案4】：

在结构中进行一些填充以确保访问两个相邻实例不会重叠。考虑：

struct data th[2];

想象一下内存中的符号布局：0000011111。如果第一个线程开始写入 th[0] 并且第二个读取 th[1] ，则某些可能会重叠，具体取决于对齐方式。考虑对齐 8 个符号：WWWWWWWW111。那么在结束写入和恢复WWWWW11111之前，第二个结构的前两个符号在读取时会不一致。

【讨论】：