c++ - 让线程池的所有线程执行给定的函数

Question

我使用了一个稍微定制的 progschj 线程池实现版本 (https://github.com/progschj/ThreadPool)。到目前为止，它在我的用例中运行良好，但下文描述的除外。

我希望能够让池中的每个线程执行一次给定的函数，例如为了让每个线程设置一些线程局部变量。

thread_pool.execute_all([] () { do some stuff; });

这个调用应该是阻塞的并等待直到池中的所有线程都执行完该函数。

我曾尝试修改线程的主循环来实现此目的，但我无法设法确保池中的每个线程都恰好执行一次给定的函数，并且主线程会一直等待直到它们完成。

谁能提出此功能的工作版本，或给出如何实现此功能的提示？

Answer 1

写一个计数信号量屏障。

struct counting_barrier {
  explicit counting_barrier( std::ptrdiff_t c ):count(c) {}
  void operator--(int)& {
    this->operator--();
  }
  void operator--()& {
    auto l = lock();
    --count;
    cv.wait( l, [&]{
      return count<=0;
    } );
    cv.notify_all();
  }
private:
  std::unique_lock<std::mutex> lock()& {
    return std::unique_lock<std::mutex>(m);
  }
  std::condition_variable cv;
  std::mutex m;
  std::ptrdiff_t count = 0;
};

现在我们可以使用现有的原语来实现它。

template<class F>
void execute_all( F&& f ) {
  counting_barrier barrier(workers.size()+1);
  for (std::size_t i = 0; i < workers.size(); ++i) {
    enqueue([&]{
      f();
      --barrier;
    });
  }
  --barrier;
}

那应该就可以了。在 workers.size() 到达障碍之前，不允许任何 worker 越过障碍；当最后一个 worker 释放屏障时，workers.size()-1 必须 在其上被阻塞。因此每个 worker 在函数返回之前调用 f()。

代码未经测试。