线程安全的unordered_map

std::unordered_map 是 C++ 标准库中的哈希表实现的关联数组，它本身不是线程安全的，多个线程同时访问和修改同一个 unordered_map 可能会导致数据竞争和未定义行为。
使用 C++11 标准库中的 std::shared_mutex 实现读写锁来保护 std::unordered_map，允许多个线程同时读取 unordered_map，但只允许一个线程写入 unordered_map，可以提高并发性能。

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template<typename Key, typename Value>
class safeUnorderedMap {
public:
    safeUnorderedMap() {}

    void insert(const Key& key, const Value& value) {
        std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(mutex_);
        map_[key] = value;
    }

    void erase(const Key& key) {
        std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(mutex_);
        map_.erase(key);
    }

    bool find(const Key& key, Value& value) const {
        std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(mutex_);
        auto it = map_.find(key);
        if (it == map_.end()) {
            return false;
        }
        value = it->second;
        return true;
    }
    
    void clear() {
        std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(mutex_);
        map_.clear();
    }
    
    size_t size() const {
        std::lock_guard<std::shared_mutex> lock(mutex_);
        return map_.size();
    }

    std::map<Key, Value> getMap() const {
        std::lock_guard<std::shared_mutex> lock(mutex_);
        return map_;
    }

    void forEach(std::function<void(const Key&, const Value&)> f) const {
        std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(mutex_);
        for (const auto& kv : map_) {
            f(kv.first, kv.second);
        }
    }

private:
    mutable std::shared_mutex mutex_;
    std::unordered_map<Key, Value> map_;
};

template<typename Key, typename Value>
class safeMap : public safeUnorderedMap<Key, Value>
{
private:
    mutable std::shared_mutex mutex_;
    std::map<Key, Value> map_;
};

int main()
{
   safeMap<int, int> myMap;

    // 插入元素
    myMap.insert(1, 10);
    myMap.insert(2, 20);
    myMap.insert(3, 30);

    // 查找元素
    int value;
    if (myMap.find(2, value)) {
        std::cout << "value of key 2: " << value << std::endl;
    } else {
        std::cout << "key 2 not found" << std::endl;
    }

    // 删除元素
    myMap.erase(3);

    // 清空容器
    myMap.clear();

    // 遍历容器
    myMap.insert(4, 40);
    myMap.insert(5, 50);
    myMap.forEach([](const int& key, const int& value) {
        std::cout << key << ": " << value << std::endl;
    });  
    
    return 0;
}