c++11 std::hash函数对象类线程安全答案

【问题标题】：c++11 std::hash function object classes thread safetyc++11 std::hash函数对象类线程安全
【发布时间】：2016-03-26 22:44:23
【问题描述】：

在 c++11 中，<functional> 线程中声明的哈希函数类对象是否安全？例如，从多个线程调用此函数是否安全？

size_t hash1(const std::string& s) {
    std::hash<std::string> str_hash;
    return str_hash(s); 
}

或者，如果有一个全局对象std::hash<std::string> str_hash_global;，那么从多个线程调用第二个函数是否安全？

size_t hash2(const std::string& s) {
    return str_hash_global(s); 
}

【问题讨论】：

除其他注意事项外，请确保在计算其哈希值时字符串本身没有被同时修改。

标签： c++ c++11 thread-safety

【解决方案1】：

标准库承诺，如果您仅在标准库对象上调用const-qualified 成员函数，标准库代码不会导致数据竞争（参见 [res.on. data.races])。

标准模板std::hash，以及它所有允许的特化，以及满足Hash 要求（[hash.requirements]）的任何用户提供的函子必须有一个const-qualified call operator由于要求，因此使用库提供的std::hash 专业化不应引起竞争。此外，由于 [namespace.std]，程序提供的专业化必须满足相同的要求。

最后，我想您通常会通过递归调用const 调用来使用无竞争保证：如果您的多个线程同时在映射中查找值，它们必须使用映射的const 接口来调用上面的库规则，但是映射只能使用哈希器的常量值（或私有副本），因此它本身只能执行无竞争的哈希计算。在这一点上，是否存在一个活泼的非常量调用运算符是不确定的。

【讨论】：

must have a const-qualified call operator due to the requirements 标准的哪个部分需要它？我正在寻找这样的东西，但找不到。有“返回的值应仅取决于参数k 在程序期间”，但这并没有直接说“operator() 必须是 const-qualified”
@IgorTandetnik：它说“h 是一个（可能是const）值”。
啊，是的，确实如此。 “h 是一个类型的值（可能是 const）H”，准确地说。我想这仍然没有严格排除提供operator() 的两个重载的类，一个 const 和一个非常量（尽管目前尚不清楚为什么有人会想要这样做）。
@IgorTandetnik：啊，是的，那将是邪恶的：-S
@hovo：是的，应该这样做。或 C++17 中的 return std::as_const(str_hash)(s);。

【解决方案2】：

此处适用与所有 std::lib 类型相同的“线程安全”规则。

第一个版本保证是线程安全的，因为线程之间没有共享变量。

如果被调用的operator() 是const，则保证第二个不会发生任何数据争用。除了（必需的）const 之外，实现是否提供hash<T>::operator() 的（可能是非线程安全的）非常量重载是未指定的。如果您的global_str_hash 是 const，或者您在使用它之前将其转换为 const，那么您保证将使用 const operator()。

没有理由做第二个版本，这很傻，但实际上它应该是安全的，因为没有标准库实现可能提供hash::operator() 的活泼的非常量重载，它们只会提供一个 const重载，必须是线程安全的。

【讨论】：