用於std :: generate_n的並行執行可變lambda生成器

Question

當使用在其捕獲中具有初始化器的可變lambda對std :: generate_n使用並行執行時，是否可以並行訪問初始化值線程安全？

[MCVE]

#include<vector>
#include <algorithm>
#include <execution>

int main()
{
  std::vector<int> v(1000);
  std::generate_n(std::execution::par, v.data(), v.size(), [i = 0]() mutable { return i++; });

  return 0;
}

是否可以訪問捕獲的i線程安全？

Answer 1

首先，讓我們看一下generate_n的簽名：

template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt , class Size, class Generator >
ForwardIt generate_n(ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, Size count, Generator g);

重要的是最后一個參數（它是你的lambda）是按值傳遞的 。 另外你不知道它是如何在實現中內部傳遞的，所以你的lambda可能有一些副本，每個副本都有它自己的計數器。 我想這不是意圖。

在實例之間共享計數器有幾種選擇：

1. 在lambda上使用std :: ref：

    const auto func = [i = std::atomic<int>()]() mutable -> int { return i++; }; std::vector<int> v(1000); std::generate_n(std::execution::par, v.data(), v.size(), std::ref(func)); 

2. 在仿函數實例之間共享計數器：

    std::atomic<int> i = 0; std::vector<int> v(1000); std::generate_n(std::execution::par, v.data(), v.size(), [&i]() -> int { return i++; }); 

請注意，在這兩種情況下我都使用std :: atomic，因為您需要自己處理同步。

Answer 2

是否可以訪問捕獲的i線程安全？

不。客戶端代碼負責確保不會發生數據爭用。 你能做的就是這個（從cppreference復制和定制）

int i = 0;
std::mutex m;

std::generate_n(std::execution::par, v.data(), v.size(), [&]() {
    std::lock_guard<std::mutex> guard(m);    
    return i++; });

或者，如果你堅持lambda捕獲與mutable關鍵字一起：

std::generate_n(std::execution::par, v.data(), v.size(),
    [i = 0, m = std::mutex()] () mutable  {
        std::lock_guard<std::mutex> guard(m);    
        return i++; });

請注意，正如@Eric在注釋中指出的那樣，@ DmitryGordon在他的回答中指出， std::generate_n可能會復制函數對象。 這是有問題的，因為每個復制的實例都有自己的計數器i ，它獨立於其他計數器遞增。 另請注意，@ rubenvb指出std::generate_n中的函數對象的副本甚至無法編譯。 因此，第一個例子顯然是可取的，甚至可能是唯一可行的例子。