c++ - 我应该总是在多线程编程中锁定全局数据，为什么或为什么不？

Question

我是多线程编程的新手（实际上，我不是多线程的新手，但我总是使用全局数据来读写线程，我认为这让我的代码变得又丑又慢，我很渴望提高我的技能）

我现在正在使用 c++ 开发一个转发服务器，为了简化问题，我们假设只有两个线程，一个接收线程和一个发送线程，而且，像往常一样愚蠢的设计，我有一个全局 std::保存数据的列表:(

receiving-thread从服务器读取原始数据并将其写入全局 std::list。

sending-thread读取全局 std::list 并将其发送给多个客户端。

我pthread_mutex_lock用来同步全局 std::list。

问题是转发服务器的性能很差，写时全局列表被锁定receiving-thread，但当时我sending-thread想读，所以它必须等待，但我认为这种等待是无用的。

我该怎么办，我知道全局不好，但是，没有全局，我如何同步这两个线程？

我会继续从 SO 和谷歌搜索。

任何建议、指南、技术或书籍将不胜感激。谢谢！

编辑

对于任何建议，我想知道为什么或为什么不，请告诉我原因，非常感谢。

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笔记：

请提供更完整的示例：http ://sscce.org/

答案：

是的，您应该同步对共享数据的访问。
- 注意：这是对 std::list 实现的假设 - 这可能适用于您的情况，也可能不适用 - 但由于此假设对某些实现有效，您不能假设您的实现必须是线程安全的，没有一些明确的保证
- 考虑一下片段：
```
std::list g_list;

void thread1()
{
    while( /*input ok*/ )
    {
        /*read input*/
        g_list.push_back( /*something*/ );
    }
}

void thread2()
{
    while( /*something*/ )
    {
        /*pop from list*/
        data x = g_list.front();
        g_list.pop_front();
    }
}
```
- 比如说列表中有 1 个元素
- std::list::push_back() 必须这样做：
  - 分配空间（许多 CPU 指令）
  - 将数据复制到新空间（许多 CPU 指令）
  - 更新前一个元素（如果存在）以指向新元素
  - 设置 std::list::_size
- std::list::pop_front() 必须这样做：
  - 可用空间
  - 将下一个元素更新为没有前一个元素
  - 设置 std::list_size
- 现在说线程 1 调用 push_back() - 在检查是否存在元素（检查大小）之后 - 它继续更新这个元素 - 但在此之后 - 在它有机会更新元素之前 - 线程 2 可能正在运行 pop_front - 并忙于释放第一个元素的内存 - 这可能导致线程 1 导致分段错误 - 甚至内存损坏。同样，大小的更新可能会导致 push_back 胜过 pop_front 的更新 - 然后当您只有 1 个元素时，您的大小为 2。
不要在 C++ 中使用 pthread_* 除非你真的知道你在做什么 - 使用 std::thread (c++11) 或 boost::thread - 或者自己将 pthread_* 包装在一个类中 - 因为如果你不考虑异常你最终会陷入僵局
在此特定示例中，您无法通过某种形式的同步 - 但您可以优化同步
1. 不要将数据本身复制进和复制出 std::list - 复制指向数据的指针进出列表
2. 仅在您实际访问 std::list 时锁定 - 但不要犯此错误：
```
{
    // lock
    size_t i = g_list.size();
    // unlock
    if ( i )
    {
        // lock
        // work with g_list ...
        // unlock
    }
}
```
这里更合适的模式是消息队列——您可以使用互斥体、列表和条件变量来实现。以下是您可以查看的一些实现：
还有原子容器的选项，看看：
- http://calumgrant.net/atomic/ - not sure if this is backed by actual atomic storage (as opposed to just using synchronization behind an interface)
- google for more
You could also go for an asynchronous approach with boost::asio - though your case should be quite fast if done right.

c++ - 我应该总是在多线程编程中锁定全局数据，为什么或为什么不？

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