C++17 STL Стандартная библиотека шаблонов

  input.pop_back();

6. Теперь вернем значения из всех функций, которые реализовали ранее. Чтобы ускорить выполнение программы в случае получения очень больших входных данных, запустим их асинхронно. Функция std::async принимает политику, функцию и аргументы этой функции. Вызываем функции histogram, sorted и vowels, передавая в качестве политики launch::async (далее узнаем, что это значит). Все функции получают в качестве аргументов одинаковые входные строки:

  auto hist (async(launch::async,

                   histogram, input));

  auto sorted_str (async(launch::async,

                   sorted, input));

  auto vowel_count(async(launch::async,

                   vowels, input));

7. Вызовы async возвращают значения мгновенно, поскольку не выполняют сами функции. Вместо этого они подготавливают структуры для синхронизации, которые в дальнейшем станут получать результаты вызова функций. Результаты теперь будут определяться конкурентно с помощью дополнительных потоков. В это же время мы можем делать все, что захотим, поскольку получим данные значения позже. Возвращаемые значения hist, sorted_str и vowel_count имеют типы, указанные для функций histogram, sorted и vowels, но они обернуты в тип future функцией std::async. Объекты этого типа выражают тот факт, что в какой-то момент времени будут содержать значения. Вызов .get() позволяет получить их все, а до их появления можем заблокировать функцию main. После получения этих значений выводим их на экран:

for (const auto &[c, count] : hist.get()) {

     cout << c << ": " << count << '\n';

}

cout << "Sorted string: "

     << quoted(sorted_str.get()) << '\n'

     << "Total vowels: "

     << vowel_count.get() << '\n';

}

8. Компиляция и запуск кода выглядят так. Мы использовали короткую строку, которую не стоит распараллеливать, но для примера выполнили ее конкурентно. Вдобавок общая структура программы не изменилась по сравнению с наивной последовательной реализацией:

$ echo "foo bar baz foobazinga" | ./async

 : 3

a: 4

b: 3

f: 2

g: 1

i: 1

n: 1

o: 4

r: 1

z: 2

Sorted string: " aaaabbbffginoooorzz"

Total vowels: 9

Как это работает

Если бы мы не использовали std::async, то последовательный нераспараллеленный код выглядел бы довольно просто:

auto hist        (histogram(input));

auto sorted_str  (sorted(   input));

auto vowel_count (vowels(   input));

for (const auto &[c, count] : hist) {

     cout << c << ": " << count << '\n';

}

cout << "Sorted string: " << quoted(sorted_str) << '\n';

cout << "Total vowels: " << vowel_count << '\n';

Чтобы распараллелить код, мы сделали следующее: обернули три вызова функций в вызовы async(launch::async, ...). Следовательно, указанные функции выполняются не в основном потоке. Вместо этого async запускает новые потоки и позволяет им выполнить функции конкурентно. Таким образом, мы имеем дело только с теми издержками, которые возникают при запуске другого потока, и можем продолжить выполнение следующих строк кода, а вся работа совершится в фоновом режиме:

auto hist        (async(launch::async, histogram, input));

auto sorted_str  (async(launch::async, sorted,    input));

auto vowel_count (async(launch::async, vowels,    input));

for (const auto &[c, count] : hist.get()) {

     cout << c << ": " << count << '\n';

}

cout << "Sorted string: "

     << quoted(sorted_str.get()) << '\n'

     << "Total vowels: "

     << vowel_count.get() << '\n';