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c++ - 安全销毁线程池

coder 2024-02-23 原文

考虑以下用 C++14 编写的普通线程池的实现。

观察每个线程都在休眠，直到它被通知唤醒——或一些虚假的唤醒调用——并且以下谓词计算为 true:

std::unique_lock<mutex> lock(this->instance_mutex_);

this->cond_handle_task_.wait(lock, [this] {
  return (this->destroy_ || !this->tasks_.empty());
});

此外，观察ThreadPool 对象使用数据成员destroy_ 来确定它是否被销毁——析构函数已被调用。将此数据成员切换为 true 将通知每个工作线程是时候完成其当前任务了，并且任何其他排队的任务都会与正在销毁此对象的线程同步；除了禁止enqueue成员函数。

为方便起见，析构函数的实现如下:

ThreadPool::~ThreadPool() {
  {
    std::lock_guard<mutex> lock(this->instance_mutex_); // this line.

    this->destroy_ = true;
  }

  this->cond_handle_task_.notify_all();

  for (auto &worker : this->workers_) {
    worker.join();
  }
}

问: 我不明白为什么在析构函数中将 destroy_ 切换为 true 时需要锁定对象的互斥锁。另外，是只需要设置它的值还是访问它的值也需要？

BQ:这个线程池实现是否可以在保持其原始目的的同时进行改进或优化？一个线程池，可以汇集 N 个线程并将任务分配给它们并发执行？

此线程池实现派生自 Jakob Progsch's C++11 thread pool repository通过全面的代码逐步了解其实现背后的目的和一些主观的风格变化。

我正在向自己介绍并发编程，还有很多东西要学——我现在是一名新手并发程序员。如果我的问题措辞不正确，请在您提供的答案中进行适当的更正。此外，如果答案可以面向第一次接触并发编程的客户，那将是最好的——对我自己和任何其他新手也是如此。

最佳答案

如果 ThreadPool 对象的拥有线程是唯一原子地写入 destroy_ 变量的线程，并且工作线程仅从 destroy_ 原子地读取 变量，则不需要互斥锁来保护 ThreadPool 析构函数中的 destroy_ 变量。通常，当必须发生一组不能通过平台上的单个原子指令完成的原子操作时(即，原子交换之外的操作等)，互斥锁是必需的。也就是说，线程池的作者可能试图在 destroy_ 变量上强制执行某种类型的获取语义，而不恢复原子操作(即内存栅栏操作)和/或设置标志本身不被视为原子操作(依赖于平台)......其他一些选项包括将变量声明为 volatile 以防止它被缓存等。你可以看到 this thread了解更多信息。

如果没有适当的某种同步操作，最坏的情况可能会导致 worker 由于 destroy_ 变量被缓存在线程上而无法完成。在内存排序模型较弱的平台上，如果您允许存在良性内存竞争条件，那总是有可能的...

关于c++ - 安全销毁线程池，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/29178435/

销毁ampcodedestroysectionc++multithreadingthread-safetythreadpoolc++14

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