C++17 STL Стандартная библиотека шаблонов

В этой заблокированной области видимости мы получаем доступ к содержимому строкового потока ss, выводим его на экран и освобождаем мьютекс, покидая область видимости. Строка cout.flush() указывает объекту потока вывести данные на консоль немедленно. Без данной строки программа способна работать быстрее, поскольку несколько строк можно вывести за один раз. В наших примерах мы хотим видеть результат работы немедленно, так что используем метод flush:

  cout << ss.rdbuf();

  cout.flush();

}

О’кей, это достаточно просто, но утомительно писать, если нужно делать одно и то же раз за разом. Можно сократить создание объекта stringstream таким образом:

stringstream{} << "This is some printed line " << 123 << '\n';

Эта строка создает объект строкового потока, передает ему все, что нужно вывести на экран, а затем снова разрушает его. Жизненный цикл строкового потока сокращается до данной строки. После этого мы не можем выводить на экран данные, поскольку у нас нет доступа к указанному объекту. Какой фрагмент кода последним может получить содержимое потока? Это деструктор stringstream.

Мы не можем изменить методы-члены экземпляра stringstream, но способны расширить их, обернув наш собственный тип вокруг них с помощью наследования:

struct pcout : public stringstream {

  ~pcout() {

    lock_guard l {cout_mutex};

    cout << rdbuf();

    cout.flush();

  }

};

Этот класс все еще является строковым потоком, и его можно использовать так же, как и любой другой строковый поток. Единственное отличие заключается в том, что он будет блокировать мьютекс и выводить собственный буфер с помощью cout.

Кроме того, мы поместили объект cout_mutex в структуру pcout как статический экземпляр, и теперь все элементы находятся в одном месте. 

Безопасно откладываем инициализацию с помощью std::call_once

Иногда встречаются специфические разделы кода, которые можно запустить в параллельном контексте в нескольких потоках, при этом перед выполнением самих функций нужно выполнить программу настройки. Простым решением будет выполнить существующую функцию настройки до того, как программа войдет в состояние, из которого время от времени может работать параллельный код.

Однако данный подход имеет следующие недостатки.

□ Если параллельная функция находится в библиотеке, то пользователь не должен забывать вызывать функцию настройки. Это не упрощает применение библиотеки.

□ Предположим, функция настройки в какой-то степени дорогая, и ее, возможно, даже не требуется выполнять, если параллельные функции, которые ее используют, не запускаются. В таком случае необходим код, определяющий, запускать эту функцию или нет.

В данном примере мы рассмотрим вспомогательную функцию std::call_once, которая решает эту проблему простым, элегантным и неявным способом.

Как это делается

В этом примере мы напишем программу, которая запускает несколько потоков, выполняющих один и тот же код. Несмотря на полностью одинаковый выполняемый ими код, наша функция настройки будет вызвана всего раз.

1. Сначала включим все необходимые заголовочные файлы и объявим об использовании пространства имен std:

#include

#include

#include

#include

using namespace std;

2. Далее будем использовать функцию std::call_once. Чтобы ее применить, нужен экземпляр типа once_flag для синхронизации между всеми потоками, которые задействуют call_once для конкретной функции.

once_flag callflag;

3. Функция, которая должна быть выполнена всего раз, выглядит так. Она просто выводит один восклицательный знак:

static void once_print()

{

  cout << '!';

}

4. Все потоки будут выполнять функцию print. Первое, что мы сделаем, — вызовем функцию once_print для функции std::call_once. Функции call_once требуется переменная callflag, которую мы определили ранее. Она послужит для управления потоками.

static void print(size_t x)

{

  std::call_once(callflag, once_print);

  cout << x;

}

5. О’кей, теперь запустим десять потоков, все они будут использовать функцию print:

int main()

{

  vector v;

  for (size_t i {0}; i < 10; ++i) {

    v.emplace_back(print, i);

  }

  for (auto &t : v) { t.join(); }

  cout << '\n';

}