扩展内存分配，如果不可能则失败答案

【问题标题】：Extend memory allocation, fail if not possible扩展内存分配，如果不可能则失败
【发布时间】：2020-10-12 17:42:43
【问题描述】：

我正在编写一个并行程序，在该程序中我必须重新分配一个内存块，该内存块正在被其他线程主动写入。执行此操作的自然方法是使用realloc，但是在并行写入的块上调用realloc 时，有两种可能的结果：

第二种情况有问题有两个原因：

首先，因为初始分配中的一个字节可以被写入之后该字节已被复制和realloc 返回之前。在这种情况下，一旦旧的分配被释放，写入将丢失。

其次，因为realloc 将在旧分配返回之前释放它，因此同时访问该内存区域的其他线程将读取释放的内存，这不能保证是安全的。

目前，我使用一种解决方法，即到malloc、memcpy，然后是free，并使用信号量确保所有线程都已移至新分配，然后再调用free。

但是，这种方法放弃了 realloc 的主要优点——如果有空间可以扩展分配。所以，我的问题是extend_allocation 是否有某种方法可以扩展分配或失败（在这种情况下我可以回退到 malloc/memcpy/free），或者我是否必须使用 malloc/memcpy/free时间？

我们也欢迎对有解决此问题的替代内存分配器的建议作为答案。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

如果你真的想使用realloc，你需要在可能修改指针之前序列化对指向已分配内存的指针的访问。

内存指针应该是全局的，因此任何线程都可以访问它，以及关联的互斥锁或信号量。每当一个线程想要使用指针来读取或写入值时，它首先需要锁定互斥体，然后在完成后解锁它。

一旦你有了这个地方，你就可以通过锁定互斥体，调用realloc，然后解锁它来轻松地增加内存。

【讨论】：

是的，这个答案是正确的（我认为做你建议的最有效的方法是读写锁），但我认为 malloc/memcpy/free 会更高效因为其他线程访问永远不需要旋转。不过，我必须进行基准测试，感谢您抽出时间来回答。
@thesecretmaster 是的，读/写锁可能会更高效。另外，您在调用malloc、memcpy 和free 之间有没有做任何事情？因为如果不是，那与realloc 基本相同。
嗯，memcpy 有点简化。有一个过渡期，其他线程开始使用新分配，如果他们需要的数据不在新分配中，则回退到旧分配，而旧分配中的数据在逻辑上被复制到新分配。然后，一旦所有数据传播完毕，旧的分配就会被释放。但是，如果我可以延长分配，就可以避免这种过渡状态。