TBB之concurrent_hash_map

Intel TBB 提供高併發的容器類，Windows或者Linux線程能使用這些容器類或者和基於task編程相結合(TBB)。

一個併發容器允許多線程同時對容器訪問和更改條例，典型的C++STL容器類不允許 併發更新，嘗試並行更改他們引起惡化容器。STL容器能使用互斥鎖來包裝，目的讓他們安全訪問，通過只讓一個線程同時操作一個容器，但是這種方式消除了並行，限制了並行提速。

Intel TBB提供的容器有更高水準的併發性，通過以下方法：

• Fine-grained locking：只通過鎖需要鎖的部分，在容器上實現多線程操作，一旦多線程訪問不同部分，他們能同步進行。
• Lock-free techniques：改正其他干擾線程的影響。

注意高併發容器是有代價的，他們典型的有更高的消耗比STL容器，對高併發容器操作比STL容器消耗更多，因此，當使用高併發容器比STL容器提速的時候，他們是優於串行的性能。

concurrent_hash_map

concurrenthashmap<Key,T,HashCompare> 是一個hash表，允許並行訪問，表是一個從Key到類型T的映射，類型HashCompare定義怎樣hash一個Key和怎樣比較2個Key。

下面的例子建立一個concurrent_hash_map，這個Key是字符串，對應的數據是矩陣Data中字符串出現的次數。

#include "tbb/concurrent_hash_map.h"
#include "tbb/blocked_range.h"
#include "tbb/parallel_for.h"
#include <string>

using namespace tbb;
using namespace std;

// Structure that defines hashing and comparison operations for user's
type.
struct MyHashCompare {
    static size_t hash( const string& x ) {
        size_t h = 0;
        for( const char* s = x.c_str(); *s; ++s )
            h = (h*17)^*s;
        return h;
    }
    //! True if strings are equal
    static bool equal( const string& x, const string& y ) {
        return x==y;
    }
};
// A concurrent hash table that maps strings to ints.
typedef concurrent_hash_map<string,int,MyHashCompare> StringTable;

// Function object for counting occurrences of strings.
struct Tally {
    StringTable& table;
    Tally( StringTable& table_ ) : table(table_) {}
    void operator()( const blocked_range<string*> range ) const {
        for( string* p=range.begin(); p!=range.end(); ++p ) {
            StringTable::accessor a;
            table.insert( a, *p );
            a->second += 1;
        }
    }
};
const size_t N = 1000000;
string Data[N];
void CountOccurrences() {
// Construct empty table.
StringTable table;

// Put occurrences into the table
parallel_for( blocked_range<string*>( Data, Data+N, 1000 ),
                Tally(table) );

// Display the occurrences
for( StringTable::iterator i=table.begin(); i!=table.end(); ++i )
    printf("%s %d\n",i->first.c_str(),i->second);
}

concurrenthashmap 扮演一個類型std::pair<constKey,T> 元素的容器，當訪問一個容器元素時，你對更新它或者讀取它感興趣，模板類concurrent_hash_map支持這2個目的，對應類accessor和const_accessor，其擔當智能指針，accessor表示更新(write)訪問，一旦它指向一個元素，所有其他嘗試尋找這個表的key都會被阻止，直到accessor被完成。const_accessors是類似的，除了只表示讀訪問，多const_accessors能同時指向相同的元素，在頻繁的讀但是很少更新的情況下，這個特點極大的改善並行情形。

方法find和insert採用accessor或者const_accessor作爲一個參數，告訴concurrent_hash_map是否你要求更新或者只讀訪問，一旦這個方法返回，直到訪問結束，accessor或者const_accessor纔會被銷燬，因爲對元素的訪問阻止其他線程，所以儘可能的縮減accessor或者const_accessor生命週期，爲了這麼做，我們在內部塊中聲明它，儘可能在塊結束前釋放這個accessor，下面的例子是重寫循環體，使用release結束accessor的生命週期：

StringTable accessor a;
for( string* p=range.begin(); p!=range.end(); ++p ) {
    table.insert( a, *p );
    a->second += 1;
    a.release();
}

方法remove(key)也能同時操作，它隱式請求寫訪問，因此，在刪除這個Key之前，它等待其他現存key上的訪問結束。