c++ - Windows API 线程池简单示例

Question

[编辑:感谢 MSalters 的回答和 Raymond Chen 对 InterlockedIncrement vs EnterCriticalSection/counter++/LeaveCriticalSection 的回答，问题已解决，下面的代码可以正常工作。这应该提供一个在 Windows 中使用线程池的有趣的简单示例]

我没能找到以下任务的简单示例。例如，我的程序需要将巨大的 std::vector 中的值递增 1，因此我想并行执行此操作。它需要在程序的整个生命周期中多次这样做。我知道如何在每次调用例程时使用 CreateThread 来做到这一点，但我无法通过 ThreadPool 摆脱 CreateThread。

这是我的做法:

class Thread {
public:
    Thread(){}
    virtual void run() = 0 ; // I can inherit an "IncrementVectorThread"
};
class IncrementVectorThread: public Thread {
public:
   IncrementVectorThread(int threadID, int nbThreads, std::vector<int> &vec) : id(threadID), nb(nbThreads), myvec(vec) { };

   virtual void run() {
        for (int i=(myvec.size()*id)/nb; i<(myvec.size()*(id+1))/nb; i++)
          myvec[i]++; //and let's assume myvec is properly sized
    }
   int id, nb;
   std::vector<int> &myvec;
};

class ThreadGroup : public std::vector<Thread*> {
public:
    ThreadGroup() { 
         pool = CreateThreadpool(NULL);
         InitializeThreadpoolEnvironment(&cbe);
         cleanupGroup = CreateThreadpoolCleanupGroup();
         SetThreadpoolCallbackPool(&cbe, pool);
         SetThreadpoolCallbackCleanupGroup(&cbe, cleanupGroup, NULL);
         threadCount = 0;
    }
    ~ThreadGroup() {
         CloseThreadpool(pool);
}
    PTP_POOL pool;
    TP_CALLBACK_ENVIRON cbe;
    PTP_CLEANUP_GROUP cleanupGroup;
    volatile long threadCount;
} ;


static VOID CALLBACK runFunc(
                PTP_CALLBACK_INSTANCE Instance,
                PVOID Context,
                PTP_WORK Work) {

   ThreadGroup &thread = *((ThreadGroup*) Context);
   long id = InterlockedIncrement(&(thread.threadCount));
   DWORD tid = (id-1)%thread.size();
   thread[tid]->run();
}

void run_threads(ThreadGroup* thread_group) {
    SetThreadpoolThreadMaximum(thread_group->pool, thread_group->size());
    SetThreadpoolThreadMinimum(thread_group->pool, thread_group->size());

    TP_WORK *worker = CreateThreadpoolWork(runFunc, (void*) thread_group, &thread_group->cbe);
    thread_group->threadCount = 0;
    for (int i=0; i<thread_group->size(); i++) {
        SubmitThreadpoolWork(worker);
     }  
     WaitForThreadpoolWorkCallbacks(worker,FALSE);  
     CloseThreadpoolWork(worker);   
}       

void main() {

   ThreadGroup group;
   std::vector<int> vec(10000, 0);
   for (int i=0; i<10; i++)
      group.push_back(new IncrementVectorThread(i, 10, vec));

   run_threads(&group);
   run_threads(&group);
   run_threads(&group);

   // now, vec should be == std::vector<int>(10000, 3);       
}

所以，如果我理解得很好的话:
- 命令 CreateThreadpool 创建了一堆线程(因此，对 CreateThreadpoolWork 的调用很便宜，因为它不调用 CreateThread)
- 我可以拥有任意数量的线程池(如果我想为“IncrementVector”做一个线程池，为“DecrementVector”线程做一个线程池，我可以)。
- 如果我需要将我的“增量 vector ”任务分成 10 个线程，而不是调用 10 次 CreateThread，我创建一个“worker”，并使用相同的参数将它提交 10 次到 ThreadPool(因此，我需要线程回调中的 ID 以了解我的 std::vector 的哪一部分要递增)。在这里我找不到线程 ID，因为函数 GetCurrentThreadId() 返回线程的真实 ID(即，类似于 1528，而不是 0..nb_launched_threads 之间的东西)。

最后，我不确定我是否很好地理解了这个概念:如果我将 std::vector 分成 10 个线程，我真的需要一个 worker 而不是 10 个吗？

谢谢!

Answer 1

到最后一点为止，您大致说对了。

关于线程池的整个想法是你不关心它有多少个线程。你只是把很多工作扔到线程池里，让操作系统决定如何执行每个 block 。因此，如果您创建并提交 10 个 block ，操作系统可能会使用池中的 1 到 10 个线程。

你不应该关心那些线程标识。不要为线程 ID、线程的最小或最大数量或类似的东西而烦恼。

如果您不关心线程标识，那么您如何管理要更改 vector 的哪一部分？简单的。在创建线程池之前，将计数器初始化为零。在回调函数中，调用 InterlockedIncrement 来检索和递增计数器。对于每个提交的工作项，您将获得一个连续的整数。