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std::async和std::lock_guard的問題--C 中不同的增量值

2021-10-11 10:22:35 軟體設計

我一直在嘗試使用std::async。我寫了一個(非常低效的)函式,它將所有質數相加到一個給定的極限。

在沒有std::async的情況下,該函式總是給出由ctest單元測驗判斷的預期結果。使用std::async但沒有std::lock_guard/mutex,預期值和計算值之間有很大的偏差(正如預期)。使用 std::lock_guard / mutex,結果仍然是不可復制的,在大約 50% 的測驗中給出了正確的結果,在另外 50% 的測驗中,數值偏離了 1-2(例如,9151 而不是 9152)。

我正在討論是否因為我的isPrime(int)函式引入了另一個瓶頸而出現了問題。或者,我認為程式(有時)會在最后一個執行緒完成作業之前過早地終止。

無論哪種情況,我都不明白為什么std::lock_guard似乎不能保護變數count。

// primeAsync.cc#include <future>
#include <vector>

#include "primAsync.h"
#include "prime.h"

//mutex for thread safety
static std::mutex s_PrimeMutex。

///handle to store futures 
static std::vector<std::future<void>> s_Futures;

static void countPrimesHelperint* count, const long long number>;

///每隔一段時間就會通過ctest,計數偏離1-2(例如9151而不是9152)int countPrimesAsync(const long long limit) {
    int count = 0;
    for(long i = 2; i < limit;   i) {
        s_Futures.push_back(std::async(std:: launch::async, countPrimesHelper, &count, i))。
    }
    return count。
}

// countPrimesAsync的輔助函式,std::asyncstatic void countPrimesHelperint* count, const long long number) {
    if(isPrime(number)) {
        const std::lock_guard<std::mutex> lock(s_PrimeMutex)。
          (*count)。
    }

// prime.cc

#include <iostream>
#include <vector>

//總是通過ctestbool isPrime(const long long n) {
    int mod;
    for(long long m = n - 1; m > 1; -- m) {
        mod = n % m;
        if(mod == 0) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

//總是通過ctestint countPrimes(const long long limit) {
    int count = 0;
    for(long i = 2; i < limit;   i) {
        if(isPrime(i)) {
            count  ;
        }
    }
    return count。
}

uj5u.com熱心網友回復:

另一件人們沒有提到的事情是,原子變數允許你有一個被多個執行緒訪問和寫入的值,而沒有競賽條件,并且會比鎖保護快很多。

例如:

#include <atomic>/span>
std::atomic<int> count;

static void countPrimesHelper(std:: atomic<int>* count, const long long number) {
    if(isPrime(number)) {
        (*count)  = 1;
    }
}

這是無競賽條件的,即使有100萬個執行緒在訪問計數。它的作業原理是將增量作為一個操作,在不完整的狀態下不能被訪問。它還可以防止你的處理器(如果你有一個最新的處理器)并行地進行這個操作。(使用一個持續一個操作的低級鎖指令)

這里有更多的資訊。

這里有更多關于原子頭的資訊。https://en.cppreference.com/w/cpp/atomic

uj5u.com熱心網友回復:

我改變了函式,以等待所有的期貨完成后再回傳計數:

我改變了函式,以等待所有的期貨完成后再回傳計數。

//現在似乎每次都能通過ctestint countPrimesAsync(const long long limit) {
    int count = 0;
    for(long i = 2; i < limit;   i) {
        s_Futures.push_back(std::async(std:: launch::async, countPrimesHelper, &count, i))。
    }

    for(long i = 0; i < s_Futures.size();   i) {
        s_Futures[i].wait()。
    }

    return count;
}

該方案通過了測驗!

另外,我找到了以下解決方案來檢查未來的狀態:

獲取一個 std::future 的狀態

不確定哪一個是首選(如果有的話)。

不過已經謝謝你了!

與 Fran?ois Andrieux 一致,這個解決方案也可以作業并通過 ctest,不需要一個靜態變數,而且我認為比第二個 for 回圈更優雅:

//現在似乎每次都能通過 ctestint countPrimesAsync(const long long limit) {
    //span>柄來存盤期貨。
    std::vector<std::future<void>> s_Futures。
    int count = 0;
    for(long i = 2; i < limit;   i) {
        s_Futures.push_back(std::async(std:: launch::async, countPrimesHelper, &count, i))。
    }
    s_Futures.clear()。
    return count;
}

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/ruanti/308332.html

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