多线程深拷贝答案

【问题标题】：Multi-Threaded Deep Copies多线程深拷贝
【发布时间】：2010-09-15 15:45:32
【问题描述】：

在作为多线程 C++ 代码一部分的对象的构造函数中执行深拷贝的最佳方法是什么？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

取决于您的数据结构。

我猜你面临的问题（虽然你没有这么说）是潜在的锁定反转。如果您正在深度复制，那么您可能会为需要复制的各种对象使用一个或多个锁。

如果您可以定义一个 DAG（即偏序），其中节点是系统中的每个锁，并且您可能想要获取的每个锁组合都由边连接，那么您可以确保锁是从来没有在不同的线程中采取不同的顺序。因此，特别是您不会获得锁定反转。一个典型的规则是最后使用“最通用”的锁，因为这样可以最大限度地减少争用。

但是，如果您要深度复制一大堆“WidgetBox”中的一个，每个“WidgetBox”都包含基本上无法区分的“Widget”，并且框的内容之间可能存在重叠，那么您自然会遇到定义锁定顺序的问题。此外，您必须首先锁定 WidgetBox（即使它是“最通用”的对象），因为没有该锁定，您无法确定还需要锁定什么。如果小部件具有可比性，您可能可以按顺序锁定每个小部件，复制并释放所有内容。讨厌。

另一种方法是定义一个在所有 Widget 和 WidgetBox 之间共享的单一锁。这可能会引发很多争用，在这种情况下，乐观锁定可能会有所改善，前提是副本不会同时发生太多修改。

另一种选择可能是放宽您对副本所做的保证 - 您可以首先锁定 WidgetBox，浅复制它（使用引用计数或其他方法），而不是要求从深层结构的可识别状态制作完整副本- 引用计数上的锁定通常是“最终内部锁定”，因此没有反转风险），释放 WidgetBox 锁定，然后依次复制每个 Widget。如果 Widget 具有内部结构，请使用相同的方法来复制它们。结果可能包含一个 Widget，直到它从另一个线程中的 WidgetBox 中删除后才实现，或者其他类似的不协调，所以如果这是不可接受的，那么你不能使用这种方法。但是，如果您在每个线程中一次只锁定一个对象，那么您将无法获得锁定反转。

最后一个可能的“核”选项是使所有内容不可变，并始终在修改时复制。如果什么都不能被修改，那么你就不需要任何锁（尽管在线程之间传递引用时你仍然需要内存屏障）。

如果这些都不起作用，那么除非我忘记了某些东西，否则你就超出了我的经验。我推测数据库实现是很多与锁相关的聪明才智的地方，这将是寻求想法的领域。

【讨论】：

【解决方案2】：

fork()

我只是在开玩笑。但是太有趣了，不能放弃:)

我认为 onebyone 已经涵盖了您的大部分选择。除了，也许，退后一步，看看你是否能找到一种方法来避免一开始就进行深拷贝......

【讨论】：

【解决方案3】：

我的第一个冲动（我不是专家）：

锁定代码用于写入的那个对象。进行深度复制时，锁定对象，执行深度复制，然后解锁。

或者，我在这里遗漏了什么？

【讨论】：

不像听起来那么容易，因为这里涉及到一个深层副本。对象图中的不同数据片段可能存在许多锁。非常非常容易错过或陷入僵局。