C++ - 使用 std::async 时显示进度条

Question

所以我正在研究光线追踪器，为了减少渲染时间，我使用 std::async 独立进行像素计算。我用了this教程，一切都很好，而且我确实能够节省大约 70% 的渲染时间。

不过，有些场景需要一段时间才能渲染，我想显示某种进度条。由于我是异步基础设施的新手，所以我不太确定该怎么做。我想要某种机制来仅打印来自“主”、“调用”线程的进度。

这里是渲染循环 - 注意进度条的注释行 - 显然不应该放在那里:

Image *image = new Image(width, height);

size_t max = width * height;
size_t cores = std::thread::hardware_concurrency();
volatile atomic<size_t> count(0);
vector<future<void>> future_vector;

while (cores--)
{
    future_vector.push_back(
        std::async(launch::async, [=, &camera, &scene, &count]()
        {
            while (true)
            {
                std::size_t index = count++;
                if (index >= max)
                    break;

                GLuint i = index % width;
                GLuint j = index / width;

                Ray ray = camera.generateRay(i + .5, j - .5);
                vec3 color = recursiveRayTrace(scene, ray, maxDepth);
                image->setPixel(i, j, color);

                // THIS IS BAD
                //std::cout << "Progress: [ "<< setprecision(1) << fixed << (count / (GLfloat)max) * 100.0 << "% ] \r";
                //std::cout.flush();

            }
        }));
}

for (auto& e : future_vector) {
    e.get();
}

return image;

更新:所以我按照一些答案的建议做了——这里是结果——供 future 的读者引用。当异步渲染时，我对一些场景的基准测试是 15 秒(我故意采取了一些速度)。当我使用 mutex 时，时间减慢到 26 秒。 (在单线程上仍然优于 1.32)。我还积极等待其中一个工作线程，并每隔 100 英里左右不断更新进度 - 渲染时间为 16 秒。所以我对这个结果非常满意，因为打印几乎没有减慢这个过程。

谢谢，阿龙

Answer 1

似乎您在使用 std::cout 时需要锁定，否则异步任务将产生困惑的输出(它们都尝试同时在控制台上打印)。但是，我建议您使用 GDIplus(似乎您正在代码中使用)来打印文本，而不是在相当难看的控制台窗口上显示。

Image *image = new Image(width, height);

size_t max = width * height;
size_t cores = std::thread::hardware_concurrency();
volatile atomic<size_t> count(0);
vector<future<void>> future_vector;
mutex cout_lock;
while (cores--)
{
    future_vector.push_back(
        std::async(launch::async, [=, &camera, &scene, &count]()
        {
            while (true)
            {
                std::size_t index = count++;
                if (index >= max)
                    break;

                GLuint i = index % width;
                GLuint j = index / width;

                Ray ray = camera.generateRay(i + .5, j - .5);
                vec3 color = recursiveRayTrace(scene, ray, maxDepth);
                image->setPixel(i, j, color);

                {  //lock variable scope
                   lock_guard<mutex> lock(cout_lock)
                   std::cout << "Progress: [ "<< setprecision(1) << fixed << (count / (GLfloat)max) * 100.0 << "% ] \r";
                   std::cout.flush();
                }

            }
        }));
}

for (auto& e : future_vector) {
    e.get();
}

return image;