Блог

Я совершенно новичок в многопоточности, и у меня есть небольшие проблемы с пониманием того, как на самом деле работает многопоточность.

Давайте рассмотрим следующий пример кода. Программа просто принимает имена файлов в качестве входных данных и подсчитывает количество строчных букв в них.

 #include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <memory>
#include <vector>
#include <string>
#include <fstream>
#include <ctype.h>

class LowercaseCounter{
public:
    LowercaseCounter() :
        total_count(0)
    {}
    void count_lowercase_letters(const std::stringamp; filename)
    {
        int count = 0;
        std::ifstream fin(filename);
        char a;
        while (fin >> a)
        {
            if (islower(a))
            {
                std::lock_guard<std::mutex> guard(m);
                  total_count;
            }
        }
    }
    void print_num() const
    {
        std::lock_guard<std::mutex> guard(m);
        std::cout << total_count << std::endl;
    }
private:
    int total_count;
    mutable std::mutex m;
};
int main(){
    std::vector<std::unique_ptr<std::thread>> threads;
    LowercaseCounter counter;
    std::string line;
    while (std::cin >> line)
    {
        if (line == "exit")
            break;
        else if (line == "print")
            counter.print_num(); //I think that this should print 0 every time it's called.
        else
            threads.emplace_back(new std::thread(amp;LowercaseCounter::count_lowercase_letters, counter, line));
    }
    for (autoamp; thread : threads)
        thread->join();
}
 

Во-первых, я подумал, что вывод counter.print_num() будет выводить 0, если потоки еще не «соединены», чтобы выполнять функции. Однако, оказывается, что программа работает правильно и вывод counter.print_num() не равен 0. Поэтому я задал себе следующие вопросы.

Что на самом деле происходит, когда создается поток?

Если вышеприведенная программа работает нормально, то поток должен быть выполнен при создании, тогда что делает std::thread::join метод?

Если поток выполняется во время создания, то какой смысл использовать многопоточность в этом примере?

Заранее спасибо.

У вас, похоже, сложилось впечатление, что программа может запускать только один поток за раз и что ей необходимо прерывать все, что она делает, чтобы выполнить код потока. Это не тот случай.

Вы можете думать о потоке как о совершенно отдельной программе, которая делится памятью и ресурсами с программой, ее создавшей. Функция, которую вы передаете в качестве аргумента, является «main ()» этой программы для каждого намерения и цели. В Linux потоки-это буквально отдельные процессы, но что касается C , то это всего лишь деталь реализации.

Таким образом, в современной операционной системе с упреждающей многозадачностью, как и несколько программ, которые могут выполняться одновременно, потоки также могут выполняться одновременно. Обратите внимание, что я говорю «может«, компилятор и ОС сами решают, когда выделять процессорное время каждому потоку.

тогда что делает метод std::thread::join?

Он просто ждет, пока поток не завершится.

Итак, что произойдет, если я не вызову метод join() для каждого из потоков

Это приведет к сбою по достижении конца main() , потому что попытка выйти из программы, не присоединившись к несоединенному потоку, считается ошибкой.

Как вы сказали, в c поток выполняется при его создании, все std::thread::join , что нужно, — это дождаться завершения выполнения потока.

В вашем коде все потоки начнут выполняться одновременно в цикле, а затем основной поток будет ждать, пока каждый поток завершит выполнение в следующем цикле.