std::atomic_flag 停止多个线程

Question

我正在尝试使用 std::atomic_flag 停止多个工作线程。从开始，以下作品：

#include <iostream>
#include <atomic>
#include <chrono>
#include <thread>

std::atomic_flag continueFlag;
std::thread t;

void work()
{
    while (continueFlag.test_and_set(std::memory_order_relaxed)) {
        std::cout << "work ";
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
    }
}

void start()
{
    continueFlag.test_and_set(std::memory_order_relaxed);
    t = std::thread(&work);
}

void stop()
{
    continueFlag.clear(std::memory_order_relaxed);
    t.join();
}

int main()
{
    std::cout << "Start" << std::endl;
    start();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(200));
    std::cout << "Stop" << std::endl;
    stop();
    std::cout << "Stopped." << std::endl;

    return 0;
}

正在尝试重写为多个工作线程：

#include <iostream>
#include <atomic>
#include <chrono>
#include <thread>
#include <vector>
#include <memory>

struct thread_data {
    std::atomic_flag continueFlag;
    std::thread thread;
};

std::vector<thread_data> threads;

void work(int threadNum, std::atomic_flag &continueFlag)
{
    while (continueFlag.test_and_set(std::memory_order_relaxed)) {
        std::cout << "work" << threadNum << " ";
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
    }
}

void start()
{
    const unsigned int numThreads = 2;

    for (int i = 0; i < numThreads; i++) {
        ////////////////////////////////////////////////////////////////////
        //PROBLEM SECTOR
        ////////////////////////////////////////////////////////////////////
        thread_data td;
        td.continueFlag.test_and_set(std::memory_order_relaxed);

        td.thread = std::thread(&work, i, td.continueFlag);

        threads.push_back(std::move(td));
        ////////////////////////////////////////////////////////////////////
        //PROBLEM SECTOR
        ////////////////////////////////////////////////////////////////////
    }
}

void stop()
{
    //Flag stop
    for (auto &data : threads) {
        data.continueFlag.clear(std::memory_order_relaxed);
    }
    //Join
    for (auto &data : threads) {
        data.thread.join();
    }
    threads.clear();
}

int main()
{
    std::cout << "Start" << std::endl;
    start();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(200));
    std::cout << "Stop" << std::endl;
    stop();
    std::cout << "Stopped." << std::endl;

    return 0;
}

我的问题是上面的"Problem Sector"。即创建线程。我不知道如何实例化线程并将变量传递给工作线程。

现在的错误是引用此行 threads.push_back(std::move(td));，错误为 Error C2280 'thread_data::thread_data(const thread_data &)': attempting to reference a deleted function。

尝试像这样使用 unique_ptr：

        auto td = std::make_unique<thread_data>();
        td->continueFlag.test_and_set(std::memory_order_relaxed);

        td->thread = std::thread(&work, i, td->continueFlag);

        threads.push_back(std::move(td));

在第 td->thread = std::thread(&work, i, td->continueFlag); 行给出错误 std::atomic_flag::atomic_flag(const std::atomic_flag &)': attempting to reference a deleted function。我是否从根本上误解了 std::atomic_flag 的用法？真的既不可移动又不可复制吗？

Answer 1

您的第一种方法实际上更接近事实。问题是它将对局部 for 循环范围内的对象的引用作为参数传递给每个线程。但是，当然，一旦循环迭代结束，该对象就会超出范围并被销毁，从而使每个线程都有对已销毁对象的引用，从而导致未定义的行为。

没有人关心您在创建线程后将对象移入 std::vector 的事实。该线程收到了对局部范围对象的引用，这就是它所知道的全部内容。故事结束。

首先将对象移动到向量中，然后将对 std::vector 中的对象的引用传递给每个线程也不会起作用。一旦 vector 在内部重新分配，作为其自然增长的一部分，您将处于同一个泡菜中。

需要做的是在实际开始任何 std::thread 之前先创建整个 threads 数组。如果虔诚地遵循 RAII 原则，那只不过是对 std::vector::resize().

的简单调用

然后，在第二个循环中，迭代完全煮熟的 threads 数组，并为数组中的每个元素生成一个 std::thread。

Answer 2

我几乎和我的 unique_ptr 解决方案。我只需要像这样将调用作为 std::ref() 传递：

std::vector<std::unique_ptr<thread_data>> threads;

void start()
{
    const unsigned int numThreads = 2;

    for (int i = 0; i < numThreads; i++) {
        auto td = std::make_unique<thread_data>();
        td->continueFlag.test_and_set(std::memory_order_relaxed);
        td->thread = std::thread(&work, i, std::ref(td->continueFlag));

        threads.push_back(std::move(td));
    }
}

然而，受上面Sam的启发，我也想出了一个非指针的方式：

std::vector<thread_data> threads;

void start()
{
    const unsigned int numThreads = 2;

    //create new vector, resize doesn't work as it tries to assign/copy which atomic_flag
    //does not support
    threads = std::vector<thread_data>(numThreads);
    for (int i = 0; i < numThreads; i++) {
        auto& t = threads.at(i);
        t.continueFlag.test_and_set(std::memory_order_relaxed);
        t.thread = std::thread(&work, i, std::ref(t.continueFlag));
    }
}

std::atomic_flag 停止多个线程

std::atomic_flag to stop multiple threads

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