使用互斥量将一次运行的线程数限制为2

Question

我有一个程序，该程序将10个线程推入一个向量中，每个线程应该在完成之前打印出5次字符（第一个线程为'A'，第二个线程为'B'，依此类推）。 我能够使它们要么一次运行全部（使用detach（）），要么一次运行一次（使用join（））。 现在，我想使用互斥锁将一次允许打印的线程数限制为2。我已经能够声明互斥锁并将锁放置在适当的位置，但是我不确定如何应用这样的限制。 任何人都对如何进行有任何想法？

deque<int> q ;
mutex print_mutex ;
mutex queue_mutex ;
condition_variable queue_cond ;

void begin(int num) {
    unique_lock<mutex> ul {queue_mutex};
    q.emplace_back(num);
    queue_cond.wait(ul,[num]{
        return q.front() == num; });
    q.pop_front();
    cout << num << " leaves begin " << endl ;
}

void end ( int num ) {
    lock_guard<mutex>lg{queue_mutex};
    queue_cond.notify_all();
    cout << num << " has ended " << endl ;
}

void run(int num, char ch) {
    begin(num);
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        {
            lock_guard<mutex> lg { print_mutex };
            cout << ch << endl << flush ;
        }
        sleep_for(milliseconds(250));
    }
    end(num);
}

int main() {
    vector<thread>threads {};
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        threads.push_back(thread{run,i,static_cast<char>(65+i)});
        threads.at(i).join();
    }
}

Answer 1

您已经使用全局deque<int> q为线程设置了FIFO。 因此，让我们使用它。

当前，您正在尝试限制执行，直到当前线程位于最前面。 尽管存在错误，但是因为begin将立即从双端队列中弹出该线程。 最好在调用end时删除该值。 首先是以下更改：

void end(int num)
{
    {
        lock_guard<mutex>lg{queue_mutex};
        cout << num << " has ended " << endl ;
        q.erase(find(q.begin(), q.end(), num));
    }
    queue_cond.notify_all();
}

它使用<algorithm> std::find删除特定值。 您可以使用pop_front ，但是我们将更改该逻辑，因此更通用。 还要注意，通知时您不需要锁定条件变量。

所以，这不是太大的舒展在延长的逻辑begin是在前两位。 这里：

void begin(int num)
{
    unique_lock<mutex> ul {queue_mutex};
    q.emplace_back(num);
    queue_cond.wait(ul,[num]{
        auto end = q.begin() + std::min(2, static_cast<int>(q.size()));
        return find(q.begin(), end, num) != end;
        });
    cout << num << " leaves begin " << endl ;
}

您可以将2更改为所需的任何值，最多允许通过多个线程。 在某个时候，您可能会放弃这种方法，而使用诸如单个计数器变量之类的更简单的方法，然后依靠线程调度程序来管理唤醒了哪个线程，而不是将其强制进入FIFO。 这样，您可以切换到使用notify_one唤醒单个线程并减少切换开销。

总之，要做的最后一件事就是删除join您的线程生成循环。 并发现在由begin和end管理。 因此，您可以这样做：

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads.push_back( thread{run, i, 'A'+i} );
}
for (auto & t : threads) t.join();