我有一个通常运行 50 次的函数(运行 50 次模拟)。通常这是按顺序单线程完成的,但我想使用多线程来加快速度。线程不需要访问彼此的内存或数据,所以我认为赛车不是问题。本质上,线程应该只是完成它的任务,然后返回到它完成的主线程,同时返回一个双精度值。
首先,浏览所有 boost 文档和示例真的让我很困惑,我不确定我在寻找什么。提升::线程?推动未来?有人可以举例说明适用于我的情况。此外,我不明白如何指定要运行多少个线程,是否更像是我会运行 50 个线程并且操作系统处理何时执行它们?
我有一个通常运行 50 次的函数(运行 50 次模拟)。通常这是按顺序单线程完成的,但我想使用多线程来加快速度。线程不需要访问彼此的内存或数据,所以我认为赛车不是问题。本质上,线程应该只是完成它的任务,然后返回到它完成的主线程,同时返回一个双精度值。
首先,浏览所有 boost 文档和示例真的让我很困惑,我不确定我在寻找什么。提升::线程?推动未来?有人可以举例说明适用于我的情况。此外,我不明白如何指定要运行多少个线程,是否更像是我会运行 50 个线程并且操作系统处理何时执行它们?
如果您的代码完全受 CPU 限制(没有网络/磁盘 IO),那么您将受益于启动与 CPU 一样多的后台线程。使用 Boost 的 hardware_concurrency() 函数来确定该数字和/或允许用户设置它。仅仅启动一堆线程是没有帮助的,因为这会增加创建、切换和终止线程所带来的开销。
启动线程的代码是一个简单的循环,然后是另一个循环以等待线程完成。您也可以为此使用 thread_group 类。如果作业数量未知且无法在线程启动时分配,请考虑使用线程池,您只需在其中启动合理数量的线程,然后在它们出现时给它们作业。
阅读Boost.Thread Futures文档,了解使用期货并async
实现这一目标的想法。它还展示了如何使用thread
对象手动(硬方式)执行此操作。
鉴于此序列号:
double run_sim(Data*);
int main()
{
const unsigned ntasks = 50;
double results[ntasks];
Data data[ntasks];
for (unsigned i=0; i<ntasks; ++i)
results[i] = run_sim(data[i]);
}
一个幼稚的并行版本是:
#define BOOST_THREAD_PROVIDES_FUTURE
#include <boost/thread/future.hpp>
#include <boost/bind.hpp>
double run_task(Data*);
int main()
{
const unsigned nsim = 50;
Data data[nsim];
boost::future<int> futures[nsim];
for (unsigned i=0; i<nsim; ++i)
futures[i] = boost::async(boost::bind(&run_sim, &data[i]));
double results[nsim];
for (unsigned i=0; i<nsim; ++i)
results[i] = futures[i].get();
}
因为boost::async
还不支持延迟函数,所以每次异步调用都会创建一个新线程,所以这一次会产生 50 个线程。这可能表现得很糟糕,所以你可以把它分成更小的块:
#define BOOST_THREAD_PROVIDES_FUTURE
#include <boost/thread/future.hpp>
#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <boost/bind.hpp>
double run_sim(Data*);
int main()
{
const unsigned nsim = 50;
unsigned nprocs = boost::thread::hardware_concurrency();
if (nprocs == 0)
nprocs = 2; // cannot determine number of cores, let's say 2
Data data[nsim];
boost::future<int> futures[nsim];
double results[nsim];
for (unsigned i=0; i<nsim; ++i)
{
if ( ((i+1) % nprocs) != 0 )
futures[i] = boost::async(boost::bind(&run_sim, &data[i]));
else
results[i] = run_sim(&data[i]);
}
for (unsigned i=0; i<nsim; ++i)
if ( ((i+1) % nprocs) != 0 )
results[i] = futures[i].get();
}
如果hardware_concurrency()
返回4,这将创建三个新线程然后run_sim
在main()
线程中同步调用,然后再创建另外三个新线程然后run_sim
同步调用。这将防止一次创建 50 个线程,因为主线程停止做一些工作,这将允许其他一些线程完成。
上面的代码需要相当新版本的 Boost,如果可以使用 C++11,使用标准 C++ 会稍微容易一些:
#include <future>
double run_sim(Data*);
int main()
{
const unsigned nsim = 50;
Data data[nsim];
std::future<int> futures[nsim];
double results[nsim];
unsigned nprocs = std::thread::hardware_concurrency();
if (nprocs == 0)
nprocs = 2;
for (unsigned i=0; i<nsim; ++i)
{
if ( ((i+1) % nprocs) != 0 )
futures[i] = std::async(boost::launch::async, &run_sim, &data[i]);
else
results[i] = run_sim(&data[i]);
}
for (unsigned i=0; i<nsim; ++i)
if ( ((i+1) % nprocs) != 0 )
results[i] = futures[i].get();
}