スレッドセーフなC++スタック

Question

私はC++の新機能で、異なるライターがスタックにオブジェクトをプッシュし、それらをスタックからプルする（または少なくともオブジェクトへのポインタをプッシュする）マルチスレッドアプリケーションを作成しています..

ロックコードなどを追加せずにこれを処理できる構造体がC++に組み込まれていますか？もしそうでなければ、Boostライブラリはどうですか？

編集：

こんにちは。最初の偉大な答えをありがとう。私はこれが組み込み可能であると思った理由の1つは、私がx86空間で純粋に考えていることであり、ポインタのプッシュ/ポップは命令レベルでのアトミックアクションでなければならないと思っていました。

私の初期の勘違いが本当であるかどうかはわかりませんが、これは必ずしもすべてのプラットフォームで当てはまるとは限りません。 x86上で実行している場合は、スタックにアトミックなPUSHとPOPを取得しますか？そうであれば、基本的にロックフリーになっていますか？

Answer 1

はい：Boost.Threadは素晴らしいですし、あなたのニーズに非常によく合うはずです。 （最近、多くの人がBoostをビルトイン機能として数えることができると言っています）。

すぐに使用できるクラスはありませんが、手元に同期プリミティブがあれば実際には、スレッドセーフなラッパーを実装するのは非常に簡単です（たとえば、std::stack）。あなたがC++に慣れていない場合、およそRAIIを学ぶください

template <typename T> class MyThreadSafeStack { 
    public: 
    void push(const T& item) { 
     boost::mutex::scoped_lock lock(m_mutex); 
     m_stack.push(item); 
    } 
    void pop() { 
     boost::mutex::scoped_lock lock(m_mutex); 
     m_stack.pop(); 
    } 
    T top() const { // note that we shouldn't return a reference, 
        // because another thread might pop() this 
        // object in the meanwhile 
     boost::mutex::scoped_lock lock(m_mutex); 
     return m_stack.top(); 
    } 

    private: 
    mutable boost::mutex m_mutex; 
    std::stack<T> m_stack; 
}  

---

：それは、この（すべてのメソッドを実装していない...）のようになります。このケースに関連して、Boost.Threadはロックを解除することを忘れることによって脚に身を投げ込むのを困難にする "スコープロック"クラスを持っています。

あなたは今まで自分がこのようなコードを書いて見つけた場合：

void doStuff() { 
    myLock.lock(); 
    if (!condition) { 
    reportError(); 
    myLock.unlock(); 
    return; 
    } 
    try { 
    doStuffThatMayThrow(); 
    } 
    catch (std::exception& e) { 
    myLock.unlock(); 
    throw e; 
    } 
    doMoreStuff(); 
    myLock.unlock(); 
} 

、（ブーストから構文直接ではなく）、あなたはただノーと言うべきであり、代わりにRAIIを行く：

void doStuff() { 
    scoped_lock lock; 
    if (!condition) { 
    reportError(); 
    return; 
    } 
    doStuffThatMayThrow(); 
    doMoreStuff(); 
} 

ポイントscoped_lockオブジェクトが有効範囲外になると、そのデストラクタはリソース（この場合はロック）を解放します。これは、例外をスローしてスコープを終了するかどうかにかかわらず、または関数の途中で仲間が巧妙に追加した奇数returnステートメントを実行することによっても、いつでも起こります。

Answer 2

現在のC++標準ではスレッド化がまったく扱われていないため、最初の質問に対する答えは「いいえ」です。また、一般的には、データ構造を正しくかつ/または効率的に実行するのに十分な情報がないため、基本的なデータ構造にロックを組み込むことは好ましくありません。代わりに、データ構造を使用するクラス、つまり独自のアプリケーションクラスでロックを実行する必要があります。

Answer 3

AFAIK、C ​​++でサポートされていません。シンプルな同期ツールを使用してスタック操作を同期させる必要があります。 CriticalSectionはスレッドが同じproceassに属し、そうでなければMutexに行く場合に実行されます。

Answer 4

これをC++やBoostライブラリでサポートする組み込みのメカニズムはありません（注：一部の人はthread-safe stacks/etc. in the Boost styleと書いています）。いくつかのコードを借りたり、独自の同期で調理する必要があります。

あなたのケースでは、おそらく、複数のライタースレッドがスタックにアクセスできる（ただし、特定の時点で1つだけ）、複数のリーダーがそのスタックにアクセスできるシングルライターのマルチリーダーガード（SWMRG）スタック（特定の時点で多くの場合）。リヒターはreference implementationです。

Answer 5

ロックを使用しない場合は、ロックフリーのスタックを使用する必要があります。これは実際にはそれほど難しくありません（ロックフリーのキューは難しい）。 Windows上でInterlockedCompareExchangeなどのプラットフォーム固有の比較交換プリミティブが必要ですが、抽象化するのは難しくありません。

は、C＃の例は、ここを参照してください：あなたがWindows上で実行している場合

http://www.boyet.com/Articles/LockFreeRedux.html

Answer 6

、SLISTは（構造SLIST_HEADER & SLIST_ENTRY付き）lockfreeスタックを実装しています。

アルゴリズムは、インターロックされた関数を使用して、かなり簡単なプッシュ/ポップの単独リンクリストスタックを使用して実装されています。明らかではない唯一の項目は、ABAの問題を回避するためのカウンタ増分です。