线程安全数据结构类的用途是什么？

Question

AFAIK，多线程编程的一个主要目标是通过使用多个处理核来提高性能.重点是最大化并行执行。

当我看到线程安全的泛型数据结构类时，我感到有些讽刺。因为线程安全意味着执行串行执行(锁、原子操作或其他什么)，所以它是反并行的。线程安全类意味着序列化被封装并隐藏到类中，因此我们将有更多的机会强制串行执行丢失性能。最好是在更大(或最大)的单元应用逻辑中管理这些关键部分。

那么为什么人们想要线程安全的类呢？他们真正的好处是什么？

我的意思是线程安全类是一个类，它只有线程安全的方法，可以同时从多个线程调用。安全意味着它保证了正确的读写结果。正确的意思是它的结果等于单线程执行下的结果。(例如避免ABA问题)

因此，我认为线程安全在我的问题中包含了串行执行的定义。这就是为什么我对它的目的感到困惑，并问了这个问题。

Answer 1

我认为您的问题有一个错误的假设:同步操作根本不是反并行的。如果没有某种形式的同步，就无法构建并行的可变数据结构。是的，这些同步机制的大量使用将降低代码并行运行的能力。但是，如果没有这些机制，首先就不可能编写代码。

一种不需要同步的线程安全数据结构是不可变的值。但是，它们只适用于一组场景(并行读取、数据传递等)。

Answer 2

线程安全数据结构可以在不序列化的情况下实现。这是一个棘手的问题，但它是可行的，而且已经完成。然后，您就有了并发性的好处，而没有任何瓶颈。

Answer 3

这就是为什么性能关键的多线程代码避免使用“线程安全”容器的原因。像std：：载体等容器并不是线程安全的。如果应用程序需要在不同线程之间共享对这些容器的访问，则应用程序负责管理该访问。

另一方面，有时性能不是多线程的驱动程序。GUI程序受益于将UI线程与正在执行工作的线程分开。其他的线程可能会由于各种原因而被剥离。一般来说，这样可以很好地分离代码中的职责，并为应用程序提供更好的整体活力。在这些情况下，目标往往不是高性能本身。对于这些应用程序来说，使用线程安全容器可能是一个非常自然的选择。

当然，最好的选择是吃蛋糕，就像一些无锁队列实现一样，它允许一个线程为队列提供数据，另一个线程使用它，而不需要锁定(仅依赖于某些基本操作的原子性质)。