2018年10月1日

[C++] A Simple Wrapper on A Non-Thread Safe Container for Thread Safety

大部分的 container 像是 STL 的所有 container 通常都不是 thread safe 的,因為如果要做到 thread safe 的設計多半都要犧牲一些效能,但是大多數情況其實我們不會需要這種設計,因此不考慮 thread safe 對於這類考量泛用類型的架構是合理的。當然如果一開始就有考慮做成 multi-thread 的架構,也有許多 thread-safe container 可以使用,像是 Boost 或是 Intel Thread Building Block (TBB)。

但是假設今天用了 STL 的 container 後一段時間才想要改用 multi-thread 架構的話要怎麼辦?方法大致上就 2 種:
  1. 換掉 container:不過多半連既有程式的使用方式也要跟著做修改
  2. 想辦法把原本的 container 改成 thread-safe
第 1 點當然會是比較保險的,但是換 library 是大事,特別是如果想用的 library 沒有對應的 API 可以對回去原本 library 的用法那就很麻煩了。所以這邊提供第二種方式:增加一個 wrapper,在盡量不改變 usage 的情況下提供 thread safety。

概念說來其實很簡單 (請參考最後面的範例程式):
  1. MyVector 是原先設計的沒有 thread safe 的 container
  2. 外部所有的操作 (不論讀或寫) 都無法直接對 MyVector 內的資料做修改,而是必須透過中介的 MyVector<T>::DataWrapper 做處理
  3. MyVector<T>::DataWrapper 提供兩種操作方式
    • assignment operator:專門處理資料寫入
    • casting operator:專門處理資料讀取
  4. MyVector<T>::DataWrapper 中控處理 concurrency,確保讀或寫能 thread-safe

只是這種作法依舊有其限制就是,會受限於 compiler 對於 casting operator 的使用規範,所以對於無法採用 casting operator 的情境下寫法上就會變成必須要先使用 static_cast 做轉型後才能使用 (請參考範例程式中 read function)。不過這種方式應該能對既有的程式達到最小的修改幅度。


範例程式:


沒有留言:

張貼留言