C++17 STL Стандартная библиотека шаблонов

6. Компиляция и запуск дадут следующий результат. Сначала мы увидим восклицательный знак благодаря функции once_print. Затем увидим все идентификаторы потоков. Функция call_once не только помогла убедиться в том, что функция once_print была вызвана всего раз. Помимо этого, она синхронизировала все потоки и ни один идентификатор не был выведен на экран до выполнения once_print.

$ ./call_once

!1239406758

Как это работает

Функция std:call_once работает как барьер. Она поддерживает доступ к функции (или вызываемому объекту). Первый поток, достигший ее, выполняет эту функцию. Пока ее выполнение не завершится, любой другой поток, который достигнет call_once, заблокируется. После того как первый поток вернется из этой функции, все другие потоки также будут освобождены.

Чтобы организовать этот небольшой «танцевальный номер», требуется переменная, на основе которой другие потоки могут определить, следует ли им ждать, а также время их освобождения. Именно для этого и предназначена переменная once_flag callflag;. Каждая строка call_once нуждается и в экземпляре типа once_flag. Он будет передан как аргумент перед функцией, которая должна быть вызвана всего раз.

Еще одна приятная деталь: если поток, который был выбран для выполнения функции call_once, даст сбой из-за какого-то исключения, то следующий поток сможет попытаться выполнить функцию снова. Это делается вследствие вероятности того, что в следующий раз исключение не будет сгенерировано. 

Отправляем выполнение задач в фоновый режим с применением std::async

При необходимости выполнить некий код в фоновом режиме можно просто запустить новый поток, который выполнит данный код. В подобных ситуациях можно сделать что-то еще, а затем подождать результата. Это просто:

std::thread t {my_function, arg1, arg2, ...};

// сделать что-то еще

t.join(); // подождать завершения потока

Но здесь начинаются неудобства: t.join() не дает возвращаемое значение функции my_function. Чтобы получить его, следует написать функцию, которая вызывает функцию my_function и сохраняет ее возвращаемое значение в какой-то переменной. Последняя также доступна первому потоку, в котором и был запущен новый поток. Если такие ситуации происходят постоянно, то нужно написать очень много стереотипного кода снова и снова.

В C++11 появилась функция std::async, способная решить эту задачу для нас, и не только. В этом примере мы напишем простую программу, которая делает несколько дел одновременно с помощью асинхронных вызовов функций. Поскольку std::async эффективна не только в данной области, рассмотрим все ее аспекты.

Как это делается

В этом примере мы реализуем программу, которая делает несколько дел конкурентно, но вместо того, чтобы явно запускать потоки, мы используем std::async и std::future.

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

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

using namespace std;

2. Реализуем три функции, которые не связаны с параллелизмом, а просто выполняют интересные задачи. Первая функция принимает строку и создает гистограмму включения всех символов внутри этой строки:

static map histogram(const string &s)

{

  map m;

  for (char c : s) { m[c] += 1; }

  return m;

}

3. Вторая функция также принимает строку и возвращает ее отсортированную копию:

static string sorted(string s)

{

  sort(begin(s), end(s));

  return s;

}

4. Третья функция подсчитывает, как много гласных находится внутри принимаемой строки:

static bool is_vowel(char c)

{

  char vowels[] {"aeiou"};

  return end(vowels) !=

    find(begin(vowels), end(vowels), c);

}

static size_t vowels(const string &s)

{

  return count_if(begin(s), end(s), is_vowel);

}

5. В функции main считываем весь стандартный поток ввода в одну строку. Чтобы не разбивать входные данные на слова, деактивируем ios::skipws. Подобным образом получаем одну большую строку независимо от того, сколько пробелов содержится во входных данных. Используем pop_back для полученной строки, поскольку так мы получаем слишком много символов-терминаторов '\0':

int main()

{

  cin.unsetf(ios::skipws);

  string input {istream_iterator{cin}, {}};