Visual C++本地并行編程中的狀態(tài)管理
任務(wù)組取消
新的Beta1 PPL的其中一個(gè)功能就是可以取消正在運(yùn)行中的任務(wù)組。在task_group類型上加入run 和 wait方法是一個(gè)新的cancel方法。還有一個(gè)相應(yīng)的is_canceling方法讓你可以檢查在進(jìn)程中是否完成取消。task_group_status列舉也有一個(gè)新的值叫做canceled，讓你檢查取消是否發(fā)生。以下的代碼展示了這些新的功能：
- //declare tasks and run tasks
- task_group tg;
- tg.run(([]{printf("consoleWrite0\n");}));
- tg.run(([]{printf("consoleWrite1\n");}));
- //cancel tasks
- tg.cancel();
- //check whether tasks are being cancelled
- bool taskGroupIsCanceling = tg.is_canceling();
- //check on status of task group
- task_group_status status = tg.wait();
- if (status == completed){
- printf("Tasks were completed successfully\n");
- }
- else if (status == canceled){
- printf("Tasks were canceled during task execution\n");
- }
- else{
- printf("An exception occured during task execution\n");
- }
Combinable 類型
達(dá)到并行執(zhí)行編程任務(wù)的***利益的有效形式之一是工作在本地拷貝或是子數(shù)據(jù)上的每一個(gè)并行分支被處理，然后當(dāng)處理結(jié)束后，將結(jié)果合并。這個(gè)形式可以***限度的減少資源爭用，而且減少潛在的死鎖和當(dāng)并行線程試圖更新相同的內(nèi)存位置時(shí)所發(fā)生的數(shù)據(jù)不一致的問題。
使用這個(gè)形式?jīng)]有那么復(fù)雜，但是需要很乏味的為每一個(gè)使用進(jìn)行手動(dòng)編碼。為了簡化形式使用，Visual C++ 2010 Beta 1 添加了combinable模版類型。這個(gè)模版參數(shù)傳遞到combinable是每個(gè)任務(wù)將要操作的對(duì)象類型。這個(gè)類型必須有一個(gè)默認(rèn)的構(gòu)造器和一個(gè)拷貝構(gòu)造器。通過使用local方法，每個(gè)任務(wù)訪問它自己的combinable管理資源的拷貝。 當(dāng)所有任務(wù)結(jié)束后，通過使用combine 或是 combine_each方法，你可以將所有結(jié)果合并到一個(gè)結(jié)果集中。
以下的代碼用三個(gè)獨(dú)立的任務(wù)添加一些元素給一個(gè)矢量，然后用兩個(gè)合并的方法將結(jié)果合并成一個(gè)矢量。
- //declare a combinable vector of integers
- combinable< vector< int>> v;
- //add an element to the vector using three separate tasks
- parallel_invoke(
- [&]{ v.local().push_back(1); },
- [&]{ v.local().push_back(2); },
- [&]{ v.local().push_back(3); }
- );
- //merge the task-local copies using combine_each
- vector< int> result1;
- v.combine_each(
- [&](vector< int>& local)
- {
- result1.insert(result1.end(),
- local.begin(), local.end());
- }
- );
- //merge the task-local copies using combine
- vector< int> result2 = v.combine(
- [](vector< int> left, vector< int> right)->vector< int>{
- left.insert(left.end(), right.begin(), right.end());
- return left;
- });
要注意的是在***一行的代碼語句中的lambda表達(dá)式的明確返回類型聲明的使用。在lambda表達(dá)式中的兩個(gè)語句阻止編譯器正確推斷返回類型，所以需要手動(dòng)聲明。
也可以為沒有默認(rèn)構(gòu)造器(或是在很多情況下默認(rèn)構(gòu)造器的使用是不合適的)的類型使用combinable，通過使用combinable構(gòu)造器，它是采用了一個(gè)發(fā)生器功能創(chuàng)建了一些模版參數(shù)類型的對(duì)象。上面代碼的前面幾行是使用超載發(fā)生器構(gòu)造器而重新編寫的。在這種情況下，發(fā)生器功能返回已經(jīng)包含一個(gè)元素的矢量。
- //declare a combinable vector of integers
- inable< vector< int>> v([]{return vector< int>(1, 0);});
同步
Combinable的使用取決于不需要作用在其他任務(wù)上的結(jié)果的任務(wù)。在多重任務(wù)的情況下需要分享一個(gè)對(duì)象，你必須使用更傳統(tǒng)的同步策略。PLL本身帶有三個(gè)同步原語——critical_section, reader_writer_lock 和 event。critical_section鎖住內(nèi)存位置防止沒有鎖的所有任務(wù)的訪問。對(duì)于內(nèi)存位置將有很多同時(shí)讀取者和少數(shù)編寫者，更優(yōu)化的reader_writer_lock是可用的，允許多重讀取者獲取鎖并同時(shí)訪問內(nèi)存位置。***的原語是event，用于在任務(wù)和線程之間發(fā)信號(hào)。
同步原語在concrt.h標(biāo)題文件(是PPL的基本標(biāo)題文件，包含在ppl.h中)中被定義。在concrt.h中定義的大多數(shù)類型的目標(biāo)是圖書館作者，而不是應(yīng)用程序的開發(fā)者，但是任何對(duì)深層并行開發(fā)感興趣的人都可以自由的調(diào)查和使用恰當(dāng)?shù)膩碜员┞对谕獾念愋偷墓δ堋?/P>
critical_section類型的API是非常簡單的;你使用一個(gè)blocking lock方法來獲取這個(gè)鎖，non-blocking try_lock會(huì)試圖去獲取這個(gè)鎖，如果它可用的話，而且unlock會(huì)釋放一個(gè)鎖住的critical_section。
reader_writer_lock是有一點(diǎn)點(diǎn)的復(fù)雜。它添加了兩個(gè)方法，lock_read 和try_lock_read，可以支持獲取一個(gè)reader lock。Unlock方法和critical_section是一樣的，而且將釋放恰當(dāng)?shù)幕阪i類型的鎖。
***的同步原語是event，這是手動(dòng)復(fù)位事件(即：事件保持設(shè)置直到用外部代碼進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位)。代碼可以通過調(diào)用實(shí)例wait方法(也是支持一個(gè)可選的timeout值)，等待一個(gè)單一事件被設(shè)置。當(dāng)沒有timeout被定義的時(shí)候，等待的時(shí)間是無限的。你可以等待多重事件，通過使用靜態(tài)wait_for_multiple，它接受C-style的event pointers。wait_for_multiple方法等待一個(gè)單一事件或是所有的事件傳遞到方法調(diào)用。以下的代碼等待這兩個(gè)事件被設(shè)置：
- event* events[2];
- events[0] = new event();
- events[1] = new event();
- parallel_invoke(
- [&]{ events[0]->set(); },
- [&]{ events[1]->set(); }
- );
- bool waitForAllEvents = true;
- event::wait_for_multiple(events, 2, waitForAllEvents);
當(dāng)同時(shí)執(zhí)行很多任務(wù)的時(shí)候，處理狀態(tài)管理是非常艱巨的工作。PPL提供對(duì)狀態(tài)管理的一種形式的支持，就是每個(gè)線程在本地版本的分享對(duì)象上進(jìn)行操作，在程序結(jié)束的時(shí)候?qū)⑦@些結(jié)果合并起來。對(duì)于分離狀態(tài)管理的情況是不恰當(dāng)?shù)模琍PL以critical_section, reader_writer_lock 和 event的形式提供傳統(tǒng)的同步原語。
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