C++11の新しい機能:より便利な同時サポート

標準ライブラリ

   C++11の標準ライブラリには、主にstd::future,std::promise,std::packaged_が含まれています.taskなどのクラスでは、それらの主な役割は、簡単に言えば、通常、作業スレッドに計算を提供し、計算結果に関心を持ち、他のスレッドで待っている変数に計算結果を付与することである.このライブラリは同時関連の同期などの問題を高度にカプセル化し、簡単な非同期プログラミング方式を提供し、いくつかの簡単な非同期呼び出しをその簡単なコードで実現することができ、従来通り、プラットフォームに完全にまたがっている.通常、std::futureは、他のスレッドの計算が完了し、実行結果が得られるのを待つ待機ロールです.std::promiseはstd::futureオブジェクトを承諾し、futureオブジェクトが関心を持っている結果に値を付与する責任を負い、promiseが値を付与しない前にfutureオブジェクトはブロックされ、promiseオブジェクトが値を付与することを知るまで.std::packaged_taskは、計算プロセスとpromiseを結合してパッケージ化するクラスであり、計算が完了した後にpromiseオブジェクトを介してfutureオブジェクトに値を付与するfutureオブジェクトを外部に提供することを理解することができる.

std::futureとstd::promise

彼らの関係を説明した上で、コードを直接見てみると、一目瞭然です.

        std::promise pro;
        std::future fu = pro.get_future();

        std::thread thread_pro([&]() -> void
                            {
                                std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
                                pro.set_value('c');
                            });
        char cret = fu.get(); //will block 2s

        std::cout << "promise value is:" << cret << "  get again: " << (fu.valid() ? fu.get() : 'n') << std::endl;

        thread_pro.detach();

   コードは簡単で、作業スレッドはblock 2 sと判断し、promiseオブジェクトがfutureオブジェクトに値を付与すると、他のスレッドが待っているfutureが実行スレッド回復を得る.ここで注意してfutureオブジェクトが対応するvalueをgetすると、その状態がinvalidになり、getに行くと異常になるので、getの前にvalidかどうかを判断すべきです.

std::packaged_task

    packaged_taskパッケージのさらに一歩進んで、実行関数と関数の戻り値を統一し、待機しているfutureオブジェクトに非同期で通知し、コードを見てみましょう.

        int sum = 0;
        std::packaged_task packge_func([&](int a, int b) -> int
                                                 {
                                                     sum = a + b;
                                                     std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
                                                     return sum;
                                                 });
        std::future future = packge_func.get_future();
        std::thread thread_pack_func(std::move(packge_func), 3, 10);


        int ret = future.get();
        std::cout << "sum is:" << sum << "  ret is:" << ret << std::endl;
        thread_pack_func.detach();

上のコードはpackaged_を示しています.taskは関数呼び出しをパッケージ化し、この関数の実行結果を呼び出しスレッドに返します.同様に、futureオブジェクトは現在のスレッドをブロックして実行結果の到来を待っています.   std::bindと組み合わせるとpackaged_taskはより強力な役割を果たした.たとえば、前の記事のスレッドプールの実装ではpackaged_taskは、外部スレッドが関数をコールバックすることなくfutureオブジェクトで直接関数の戻り値を取得できるのとは異なり、タスクのオンライン・スレッド・プールとして実行できます.簡単な例を見てみましょう

        int refa = 12;
        int refb = 12;
        std::packaged_task pack_bind(std::bind(
                [&](int &a, int &b) -> int
                {
                    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
                    int tempa = a;
                    int tempb = b;
                    a = 33;
                    b = 44;
                    return tempa * tempb;
                },
                std::ref(refa),
                std::ref(refb)
        ));
        std::future future_bind = pack_bind.get_future();

        std::thread thread_pack_bind(std::move(pack_bind));

        std::cout << "result is:" << future_bind.get() << " a is: " << refa << " b is:" << refb << std::endl;
        thread_pack_bind.detach();

上のコードは、1つの関数とその2つのパラメータをbindオブジェクトにバインドし、このbindオブジェクトをパッケージ化し、最終的にこのpackageをスレッドで実行し、スレッドが最初の関数の戻り値を直接取得するのを待つ.この高度なバインドパッケージは、特定の場面でコードを簡潔で優雅に見せることができます.

最後に

ライブラリにはいくつかのクラスや関数が実装されていますが、基本的には上記の目的のためにサービスされており、ドキュメントを参照することに興味があります.この編の同時プログラミングは,スレッド,ロック,条件変数のパッケージ応用であり,特定のシーンでは多くのコードが簡略化されるため,それらの使用を熟知する必要がある.