C++17 STL Стандартная библиотека шаблонов

3. Теперь реализуем три функции, которые преобразуют строки. Первая функция создаст объект типа std::string на основе строки, созданной в стиле C. Мы приостановим его на 3 секунды, чтобы симулировать сложность создания строки:

static string create(const char *s)

{

  pcout{} << "3s CREATE " << quoted(s) << '\n';

  this_thread::sleep_for(3s);

  return {s};

}

4. Следующая функция принимает два строковых объекта и возвращает их сконкатенированный вариант. Мы будем приостанавливать ее на 5 секунд, чтобы симулировать сложность выполнения этой задачи:

static string concat(const string &a, const string &b)

{

  pcout{} << "5s CONCAT "

          << quoted(a) << " "

          << quoted(b) << '\n';

  this_thread::sleep_for(5s);

  return a + b;

}

5. Последняя функция, наполненная вычислениями, принимает строку и конкатенирует ее с самой собой. На это потребуется 3 секунды:

static string twice(const string &s)

{

  pcout{} << "3s TWICE " << quoted(s) << '\n';

  this_thread::sleep_for(3s);

  return s + s;

}

6. Теперь можно использовать эти функции в последовательной программе, но мы же хотим элегантно ее распараллелить! Так что реализуем некоторые вспомогательные функции. Будьте внимательны, следующие три функции выглядят действительно сложными. Функция asynchronize принимает функцию f и возвращает вызываемый объект, который захватывает ее. Можно вызвать данный объект, передав ему любое количество аргументов, и он захватит их вместе с функцией f в другой вызываемый объект, который будет возвращен. Этот последний вызываемый объект может быть вызван без аргументов. Затем он вызывает функцию f асинхронно со всеми захваченными им аргументами:

template

static auto asynchronize(F f)

{

  return [f](auto ... xs) {

    return [=] () {

      return async(launch::async, f, xs...);

   };

  };

}

7. Следующая функция будет использоваться функцией, которую мы объявим на шаге 8. Она принимает функцию f и захватывает ее в вызываемый объект; его и возвращает. Данный объект можно вызвать с несколькими объектами типа future. Затем он вызовет функцию .get() для всех этих объектов, применит к ним функцию f и вернет результат:

template

static auto fut_unwrap(F f)

{

  return [f](auto ... xs) {

    return f(xs.get()...);

  };

}

8. Последняя вспомогательная функция также принимает функцию f. Она возвращает вызываемый объект, который захватывает f. Такой вызываемый объект может быть вызван с любым количеством аргументов, представляющих собой вызываемые объекты, которые он возвращает вместе с f в другом вызываемом объекте. Этот итоговый вызываемый объект можно вызвать без аргументов. Он вызывает все вызываемые объекты, захваченные в наборе xs.... Они возвращают объекты типа future, которые нужно распаковать с помощью функции fut_unwrap. Распаковка объектов типа future и применение самой функции f для реальных значений, находящихся в объектах типа future, происходит асинхронно с помощью std::async:

template

static auto async_adapter(F f)

{

  return [f](auto ... xs) {

    return [=] () {

      return async(launch::async,

                   fut_unwrap(f), xs()...);

    };

  };

}

9. О’кей, возможно, предыдущие фрагменты кода были несколько запутанными и напоминали фильм «Начало» из-за лямбда-выражений, возвращающих лямбда-выражения. Мы подробно рассмотрим этот вуду-код далее. Теперь возьмем функции create, concat и twice и сделаем их асинхронными. Функция async_adapter заставляет обычную функцию ожидать получения аргументов типа future и возвращает в качестве результата объект типа future. Она похожа на оболочку, преобразующую синхронный мир в асинхронный. Необходимо использовать функцию asynchronize для функции create, поскольку она будет возвращать объект типа future, но следует передать ей реальные значения. Цепочка зависимостей для задач должна начинаться с вызовов create:

int main()

{

  auto pcreate (asynchronize(create));

  auto pconcat (async_adapter(concat));

  auto ptwice (async_adapter(twice));