在单个链表线程中擦除和插入是否安全？

Question

使用std:：forward_list擦除和插入时是否存在数据争用？例如，我有一个线程只在列表末尾添加新元素，而另一个线程遍历（相同）列表并可以从中删除元素。

根据我对链表的了解，每个元素都有一个指向下一个元素的指针，因此如果我在插入新元素的同时删除最后一个元素，这会导致数据竞争还是这些容器的工作方式不同（或者它们处理这种可能性）？

如果是数据竞赛，有没有（简单快速）的方法可以避免这种情况？（注意：插入的线程是两者中速度最关键的。）

Answer 1

除非您使用的STL版本明确声明它是线程安全的，否则否，容器不是线程安全的。

默认情况下，使通用容器线程安全是罕见的，因为它会对不需要线程安全访问容器的用户造成性能损失，这是迄今为止的正常使用模式。

如果线程安全对您来说是一个问题，那么您需要用锁包围代码，或者使用专门为多线程访问设计的数据结构。

Answer 2

否，无论是forward_list还是任何其他STL容器对于写入都是线程安全的。您必须提供同步，以便在写入发生时没有其他线程对容器进行读取或写入。只有同时读取才是安全的。

最简单的方法是使用互斥锁在插入发生时锁定对容器的访问。以可移植的方式执行此操作需要C 11（std::互斥锁）或特定于平台的功能（Windows中的互斥锁，也许Linux /Unix的pthread）。

Answer 3

标准C库容器有线程安全保证，但它们往往不是人们会考虑线程安全保证（即，人们期望错误的错误）。标准库容器的线程安全保证大致如下（相关第17.6.5.9节[res.on.data.races]）：

1. 您可以拥有任意数量的容器读取器。什么是真正合格的阅读器是有点微妙，但大致相当于用户的const成员函数加上使用一些非const成员只读取数据（线程安全的读取数据不是任何容器关心，即23.2.2[container.requirements.dataraces]指定可以在容器不引入数据竞争的情况下更改元素）。
2. 如果一个容器只有一个写入器，则在另一个线程中不得有其他读取器或写入器。

也就是说，读取容器的一端并写入另一端不是线程安全的！事实上，即使实际的容器更改不会立即影响读取器，在将一段数据从一个线程传递到另一个线程时，您始终需要某种形式的同步。也就是说，即使您可以保证使用者不会erase（）生产者当前的节点insert（）s，也会出现数据竞争。