c++ - 共享互斥量是否比相对较大结构的原子更有效？

Question

假设我有一个看起来像这样的类(实际上正是这个大小):

class K
{
public:

    long long get_x() const; // lock m_mutex in shared/read-only mode

    void update( long long w ); // lock m_mutex with a unique_lock

private:
    long long m_a;
    long long m_b;
    long long m_c;
    long long m_x;
    double m_flow_factor;

    mutable boost::shared_mutex m_mutex;
};

如您所见，这应该是线程安全的。更新函数一次被一个线程调用，未知但只有一个线程(保证)，但访问器可以同时被多个线程调用。

update 函数正在更改所有值并且被调用得非常频繁(每秒一百次)。正如您猜到的那样，当前的实现会锁定很多。

我正在考虑使用 std::atomic 来避免锁定并可能使此代码更高效。但是，我确实需要更新函数来一起更新值。 因此，我正在考虑做这样的事情:

class K
{
public:

    long long get_x() const
    { return data.load().x; }

    void update( long long w )
    {
        auto data_now = data.load();
        // ... work with data_now
        data.store( data_now );
    }

private:
    struct Data {
    long long a;
    long long b;
    long long c;
    long long x;
    double flow_factor;
    };
    std::atomic<Data> data;
};

我目前对 std::atomic 的理解是，即使这段代码比之前的代码更具可读性(因为它没有到处都有锁声明)，因为 K::Data 结构是“大", std::atomic 将只用普通的互斥锁实现(所以无论如何它都不应该比我最初的实现更快)。

我说的对吗？

Answer 1

任何对 std:atomic 的特殊化都将涉及内部锁定，因此您一无所获，现在您还面临着以前没有的加载和存储之间的数据竞争，就像这样在以前的版本中对整个 block 进行了独占锁定(我想？)。

此外，对于 shared_mutex，使用普通互斥锁与 shared_mutex 进行分析可能是明智的，您可能会发现普通互斥锁的性能更好(这一切都取决于您持有锁的时间)。

shared_mutex 的好处只有在长时间持有锁以进行读取并且写入很少时才能看到，否则 shared_mutex 中涉及的开销会扼杀您对普通互斥锁的任何 yield 。