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我在 Stackoverflow上读到，没有一个 STL 容器对于写入来说是线程安全的。但这在实践中意味着什么？这是否意味着我应该将可写数据存储在普通数组中？

我预计并发调用std::vector::push_back(element)可能会导致数据结构不一致，因为它可能需要调整向量的大小。但是像这样的情况呢，不涉及调整大小：

  1. 使用数组：
int data[n];
// initialize values here...

#pragma omp parallel for
for (int i = 0; i < n; ++i) {
    data[i] += func(i);
}
  1. 使用`std::vector`:
std::vector<int> data;
data.resize(n);
// initialize values here...
    
#pragma omp parallel for
for (int i = 0; i < n; ++i) {
    data[i] += func(i);
}

第一个实现真的比第二个实现更好 a) 在线程安全方面和 b) 在性能方面？我更喜欢使用 std::vector，因为我对 C 风格的数组不太满意。

编辑：我删除了#pragma omp atomic update保护写入。

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两者同样安全。如果没有从多个线程访问元素，你就可以了。您的并行循环将只访问每个元素一次，因此只能从一个线程访问。

标准中有空间让容器的成员函数成为非线程安全的。在这种情况下，您使用vector<int>::operator[]，因此您需要明确保证该成员的线程安全，这似乎是合理的，因为即使在非常量向量上调用它也不会修改向量本身。所以我怀疑在这种情况下是否存在问题，但我没有寻找保证[编辑：rici 找到它]。即使它可能不安全，您也可以int *dataptr = &data.front()在循环之前执行然后索引关闭dataptr而不是data.

顺便说一句，这段代码不能保证安全vector<bool>，因为它是多个元素共存于一个对象中的一种特殊情况。数组是安全的bool，因为其中的不同元素是不同的“内存位置”（C++11 中的 1.7）。

于 2012-12-19T15:33:21.617 回答
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对于指定数据竞争规则的 c++11，描述了容器的线程安全性。该标准的相关部分是第 23.2.2 节第 2 段：

尽管有（17.6.5.9），当同时修改同一序列中不同元素中包含的对象的内容时，需要实现来避免数据竞争，除了vector<bool>。

[注意：对于大小大于一的向量<int> x，x[1] = 5 和 *x.begin() = 10 可以在没有数据竞争的情况下同时执行，但是 x[0] = 5 和 * x.begin() = 10 同时执行可能会导致数据竞争。作为一般规则的一个例外，对于 vector<bool> y，y[0] = true 可能与 y[1] = true 竞争。——尾注]

除非特别允许，否则提到的 § 17.6.5.9 基本上禁止任何标准库接口的任何并发修改，因此我引用的部分确切地告诉您允许的内容（包括您的使用）。

由于 Steve Jessop 提出了这个问题，第 23.2.2 节的第 1 段明确允许同时使用[]顺序容器：

为避免数据竞争 (17.6.5.9)，实现应将以下函数视为 const：begin、end、rbegin、rend、front、back、data、find、lower_bound、upper_bound、equal_range、at 和，关联除外或无序的关联容器，operator[]。

于 2012-12-19T15:39:24.843 回答
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它的主要含义是，如果您有多个线程访问该向量，则不能依赖 C++ 来防止您通过多个并发写入来破坏数据结构。所以你需要使用某种保护。另一方面，如果您的程序不使用多个线程，而您的示例似乎没有，那么您就很好了。

于 2012-12-19T15:30:54.330 回答
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在这种情况下，您应该只用必要数量的值构建您的向量吗？一切都会好起来的。

std::vector<int> data(n, 0);

resize()效果很好。性能将是相同的。多线程访问不会破坏向量的原因是：您的数据位于它的位置并且不会从那里移动。OMP 线程一次不会访问同一个元素。

于 2012-12-19T15:32:04.463 回答