vector容器操作导致访问vector subscript out of range

问题描述:
两个线程同时操作一个vector。线程A搜集数据，然后将数据push_back到vector里。线程B进行读取操作，循环vector查找所需结构体。然后根据下标，修改对应结构体中的数据。此时，系统弹出vector subscript out of range的错误。

问题分析:
因为出现这个问题的时候，我想的是多线程操作同一个vector，只要没有对元素进行删除的操作就应该没问题。因此，没有加锁。事实上，这是不正确的想法。也是我对STL容器不够熟练的一个体现。vector本质上是一个自动增长的数组。因此，每当vector的大小超过容量时，就会重新分配一个更大的容量，以便后续的元素增加。而这个增加容量的操作，并不是从vector的现有内存地址的后面增加，因为有可能后面的内存地址被占用了，而是从新的内存区域开辟新的内存空间。比如，你有一个保存整型int的vector。vector list(5,1)。这是一个包含5个1的vector。内存空间也应该是占了五个整型空间。举个例子就是,0x011到0x015。此时你再push_back一个新的元素6。我原本以为是这个元素6是会保存在地址0x016的位置上。而事实上不是，vector会重新分配空间。因此，有可能分配到的空间就是0x020到0x025。当多线程时，线程A正在重分配Vector空间。而线程B正在读取vector[1]的数据。本应该在0x012位置的数据。重分配空间后内存地址就会变为0x021。此时就会抛出异常v。正因如此，我就踩进坑里面了。这点也警醒了我，如果vector是不断后插数据的话，最好预先划分好空间。不然Vector从0开始增长会经历很多次的内存拷贝，导致性能下降。

技术分析:
这部分有参考C++Primer一书以及个人实际碰到问题后的思考。
1.书上的假设了一种情况:
假定容器中元素是连续存储的，且容器的大小是可变的，考虑向vector添加元素会发生什么:如果没有空间容纳新元素，容器不可能简单的将它添加到内存中其他位置-------因为元素必须连续存储。容器必须分配新的内存空间来保存已有元素和新元素，将已有元素从旧位置移动到新空间中，然后添加新元素，释放旧存储空间。如果我们每添加一个新元素，vector就执行一次这样的内存分配和释放操作，性能会慢到不可接受。为了避免这种代价，标准库实现者采用了可以减少容器空间重新分配次数的策略。当不得不获取新的内存空间时，vector和string的实现通常会分配比新的空间需求更大的内存空间。容器预留这些空间作为备用，可用来保存更多的新元素。这样，就不需要每次添加新元素的都重新分配容器的内存空间了。
PS:为什么整段写下来了，因为这个我自己思考的差不多，而且本来书上有的东西，怪自己看的不仔细掉进坑里，浪费了宝贵的时间，实在有必要记录下来。
2.vector的size和capacity
了解这两个之间的区别非常的重要。size指的是当前vector所包含的元素个数，而capacity指的是该vector最多能保存的元素个数。

 vector<int> list(5,1);list.size();        //5list.capacity(); //5list.push_back(1);   //6个元素list.size();      //5list.capacity(); //一般是10左右

3.通过代码记录这个错误
错误复现:复现这个错误，其实就是通过比较地址可以记录出来。因此代码采取的是查看第一元素的地址，比较地址是否改变就可以知道是不是访问了vector外的空间。

实践出真知，从该图就可以知道，当元素个数大于容量大小时。vector就会重新分配空间，而首地址也从010ED4B8变为010EBB40。而指针也不可访问该内存地址的值了。这就是vector subscript out of range的原因。

解决方案:
1.最简单粗暴的办法就是不用vector啦~
2.上锁，每个线程要对链表进行操作时，先上锁。
3.使用vector里的函数resize和reserve
二者的区别:
(1) resize是调整capacity大小以及增加了新的元素到vector中，看代码

不仅capacity增加了，size也增加了。这是因为resize会扩充容量，并且添加元素初始化这部分新增容量。如果是通过下标去改变一个大小固定的vector的话，可以用resize。切记，此时使用push_back还是会加大容量。因为元素个数size和容量capacity是相等，再新增元素又会扩容。
(2)reserve就是不新增元素，只分配容量。看代码

push_back之后，元素个数才从5变为6。因此，如果是大概知道元素个数的最大值的话，推荐用reserve分配好空间。这样就可以减少不必要的内存拷贝操作。

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