C++ 重用调用相同函数的线程 vector

Question

我想重用一个线程 vector ，这些线程使用不同的参数多次调用相同的函数。没有写入(原子参数除外)，因此不需要互斥锁。为了描述这个想法，我创建了一个基本的并行代码示例，用于查找 vector 的最大值。显然有更好的方法来找到一个 vector 的最大值，但为了解释和避免深入了解我正在编写的真实代码的更多细节，我将使用这个愚蠢的例子。

代码通过调用函数 pFind 来查找 vector 的最大数，该函数检查 vector 是否包含数 k(k 是用上限初始化)。如果是，则停止执行，否则 k 减一并重复该过程。

下面的代码生成一个线程 vector ，并行搜索 vector 中的 k。问题在于，对于 k 的每个值，都会重新生成线程 vector ，并且每次都会加入新线程。每次生成线程 vector 并连接它们都会带来我想避免的开销。

我想知道是否有一种方法可以只生成一次线程 vector (池)并将它们重新用于新的执行。任何其他加速技巧将不胜感激。

void pFind(
    vector<int>& a,
    int n,
    std::atomic<bool>& flag,
    int k,
    int numTh,
    int val
    ) {
    int i = k;

    while (i < n) {
        if (a[i] == val) {
            flag = true;
            break;
        } else 
            i += numTh;
    }
}

int main() {   
    std::atomic<bool> flag;
    flag = false;
    int numTh = 8;
    int val = 1000;
    int pos = 0;

    while (!flag) {
        vector<thread>threads;
        for (int i = 0; i < numTh; i++){ 
            thread th(&pFind, std::ref(a), size, std::ref(flag), i, numTh, val);
            threads.push_back(std::move(th));
        }
        for (thread& th : threads) 
            th.join();

        if (flag) 
           break;

        val--;

   }
   cout << val << "\n";
   return 0;
}

Answer 1

构造后无法将不同的执行函数(闭包)分配给 std::thread。这通常适用于所有线程抽象，尽管实现通常会尝试在内部内存或缓存较低级别的抽象以使线程 fork 和快速连接，因此仅构造新线程是可行的。系统编程界存在争论，即创建一个新线程是否应该非常轻量级，或者是否应该将客户端编写为不那么频繁地 fork 线程。 (鉴于这已经持续了很长时间，应该清楚其中涉及很多权衡。)

还有很多其他的抽象试图做你真正想做的事情。它们的名称包括“线程池”、“任务执行器”(或简称“执行器”)和“ future ”。它们都倾向于通过创建一些线程集(通常与系统中的硬件内核数量相关)来映射到线程，然后让每个线程循环并查找请求。

如评论所示，您自己执行此操作的主要方法是让线程具有顶层循环，该循环接受执行请求、处理它们，然后发布结果。为此，您需要使用其他同步方法，例如互斥锁和条件变量。如果有很多请求并且请求不是非常大，那么以这种方式做事通常会更快。

尽管标准 C++ 并发支持是一件好事，但对于现实世界的高性能工作来说，它也相当缺乏。类似于 Intel's TBB更像是一种工业强度的解决方案。