Boost 的'shared_mutex”如何提高读密集场景下的多线程性能？

多个读取器，一个写入器：增强共享互斥量

多线程应用程序经常遇到频繁数据读取与偶尔更新并存的场景。为了保持数据完整性，可以采用传统的互斥体来调节访问。然而，当多个读取同时发生时，它们的独占锁定机制会造成性能瓶颈。

Boost Shared Mutex 来救援

Boost 的shared_mutex 通过引入解决了这个困境。同时支持共享（读）和独占（写）的锁管理机制

实现示例

为了说明其用法，请考虑以下代码片段：

boost::shared_mutex _access;

// Read Thread
void reader()
{
    // Acquire a shared lock
    boost::shared_lock<:shared_mutex> lock(_access);

    // Perform read operations
}

// Conditional Write Thread
void conditional_writer()
{
    // Acquire an upgrade lock
    boost::upgrade_lock<:shared_mutex> lock(_access);

    // Check if exclusive access is required
    if (something)
    {
        // Upgrade to an exclusive lock
        boost::upgrade_to_unique_lock<:shared_mutex> uniqueLock(lock);

        // Perform write operations
    }

    // Continue with shared lock
}

// Unconditional Write Thread
void unconditional_writer()
{
    // Acquire an exclusive lock
    boost::unique_lock<:shared_mutex> lock(_access);

    // Perform write operations
}</:shared_mutex></:shared_mutex></:shared_mutex></:shared_mutex>

主要功能

• 已分享锁：多个读取者可以同时获取共享锁，从而允许同时进行数据访问。
• 升级锁：条件写入者可以在必要时将其共享锁升级为独占写入访问。
• 排它锁：单个线程可以获得排它锁，防止任何其他线程访问数据。
• 升级到独占保证：升级后的锁保证独占访问，无论它最初是否是共享锁。

限制

• 升级锁会阻止其他线程升级，即使不是独占的
• 无条件写入操作需要显式获取排他锁。

通过利用 Boost 的shared_mutex，多线程应用程序可以实现并发数据访问，同时保证数据完整性并减少锁争用开销。

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