[C++11 并发编程] 04 动态选择并发线程的数量

C++标准模板库提供了一个辅助函数 - std::thread::hardware_concurrency()，通过这个函数，我们可以获取应用程序可以真正并发执行的线程数量。下面这个例子，实现了一个并发版本的std::accumulate，它将工作拆分到多个线程中，为了避免过多线程带来的开销，程序指定了每个线程处理数据的最小数量。

头文件和求和操作：

#include <thread>
#include <numeric>
#include <algorithm>
#include <functional>
#include <vector>
#include <iostream>

template<typename Iterator,typename T>
struct accumulate_block
{
    void operator()(Iterator first,Iterator last,T& result)
    {
        result=std::accumulate(first,last,result);
    }
};

并发的求和方法如下，在我的电脑上，硬件可并发线程数为8。

template<typename Iterator,typename T>
T parallel_accumulate(Iterator first,Iterator last,T init)
{
    unsigned long const length=std::distance(first,last);

    // 若输入数据为空，则返回初始值
    if(!length)
        return init;

    // 计算所需要的最大线程数量，每个线程至少计算25个数据
    unsigned long const min_per_thread=25;
    unsigned long const max_threads=
    (length+min_per_thread-1)/min_per_thread;

    // 获取硬件可并发线程数量
    unsigned long const hardware_threads=
    std::thread::hardware_concurrency();

    // 计算实际要创建的线程数量
    unsigned long const num_threads=
    std::min(hardware_threads!=0?hardware_threads:2,max_threads);

    // 根据线程数量，拆分数据
    unsigned long const block_size=length/num_threads;

    // 创建用于存放每个线程计算结果的容器和线程
    std::vector<T> results(num_threads);
    std::vector<std::thread>  threads(num_threads-1);

    Iterator block_start=first;
    for(unsigned long i=0;i<(num_threads-1);++i)
    {
        Iterator block_end=block_start;
        // 移动迭代器
        std::advance(block_end,block_size);
        // 启动新线程，对一块数据进行处理
        threads[i]=std::thread(
                               accumulate_block<Iterator,T>(),
                               block_start,block_end,std::ref(results[i]));
        // 为下一个线程准备数据
        block_start=block_end;
    }

    // 当启动了所有的子线程对数据进行计算，本线程就对数据的最后一块进行计算
    accumulate_block<Iterator,T>()(block_start,last,results[num_threads-1]);

    // 使用fore_each对所有的线程执行join操作，等待它们执行结束
    std::for_each(threads.begin(),threads.end(),
                  std::mem_fn(&std::thread::join));

    // 最后对所有的计算结果求和
    return std::accumulate(results.begin(),results.end(),init);
}

main方法：

int main()
{
    std::cout << "threads: " << std::thread::hardware_concurrency() << std::endl;
    std::vector<int> vi;
    for(int i=0;i<100;++i)
    {
        vi.push_back(10);
    }
    int sum=parallel_accumulate(vi.begin(),vi.end(),5);
    std::cout<<"sum="<<sum<<std::endl;
}

程序执行结果如下：

threads: 8
sum=1005

线程的标识符的类型为std::thread::id，有两种方法可以获取线程的标示符，一种是通过调用关联到线程的std::thread对象的get_id()方法，另一种方法是在线程内调用std::this_thread::get_id()。线程标识符通常用于区分主线程和子线程，在某些情况下主线程中可以做一些特定的操作

std::thread::id master_thread;
void some_core_part_of_algorithm()
{
    if(std::this_thread::get_id()==master_thread)
    {
        do_master_thread_work();
    }
    do_common_work();
}

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