如何使用线程处理标准容器？

Question

我有一个名为 my_objects 的集合（目前是 std::list<MyClass*>，但也可以是 std::map<int, MyClass*>），其中包含指向 MyClass 个实例的指针。

目前，我是这样处理数组的：

for(std::list<MyClass*>::iterator iterator = my_objects.begin(), end = my_objects.end(); iterator != end; ++iterator) {

    (*iterator)->someFunction();
    // ...

}

someFunction可能会改变当前元素的一些属性，也可能会读取其他元素的一些属性。但是没有属性被另一个实例更改和读取。所以无论迭代顺序如何，结果都是一样的。

我想重写这个循环，使用四个 std::thread，用第一个线程处理元素的第一季度，用线程处理第二个季度，等等...

是否可以跳转到集合内部，并在那里开始迭代？像这样处理集合是推荐的方法吗？如果没有，应该怎么做？

Answer 1

在最简单的情况下，您可以创建一个工作对象（在线程内调用），这样您就可以使用对容器的引用以及它应该的范围（元素索引或迭代器）来构造它改变。

如果您的工作人员更改的数据部分确实没有依赖性，这应该工作，即使它是 hack。

否则，您将不得不在您的容器周围创建一种包装对象，该对象实现了一种用于读取和写入特定元素的锁定机制（我建议 boost::upgrade_lock）。

然后，您的线程化工作对象将需要与此（共享）对象对话，以便对您的容器进行读写访问。

Answer 2

对于初学者，现代 C++ 代码使用范围迭代：

for (const auto &ptr:my_objects)
{
    ptr->someFunction();
}

更简洁，更少打字，避免了常见的迭代陷阱。

现在，就 std::list 的分区而言，没有 std::list 方法 returns 在列表中间某处的初始迭代器。对于 std::vector 的随机访问迭代器，这是微不足道的，但这不是 std::list 的目的。因此，如果您想将容器更改为 std::vector，这将变得轻而易举。

但是，遍历整个列表并不难，只需处理第 n 个元素即可：

size_t p=0;

for (const auto &ptr:my_objects)
{
    if (p == 0)
        ptr->someFunction();
    p = (p+1) % 4;
}

现在，此线程会为列表中的每四个元素调用 someFunction()，并且会为列表中所有元素的四分之一调用

所以，这里只需要四个线程在这里迭代，唯一不同的是第一个线程的p初始值设置为0，如图；第二个线程的初始值p设置为1；当然还有第三个和第四个的线程初始值p设置为2和3.

这会将列表整齐地分成四个相等的部分，并将列表元素分配给四个线程之一进行处理。

Answer 3

推荐的方法是使用原子计数器为每个线程获取唯一的对象来处理。每个线程的线程函数看起来类似于此（伪代码）：

std::atomic<int> atomic_ctr(0);

void threadfunc() {
  list_iterator iter = list.begin();
  int current_list_pos=0;
  int next_pos;
  while((next_pos = atomic_ctr++) < list.size()) {
    while (current_list_pos < next_pos) {
      ++iter;
      ++current_list_pos;
    }
    iter->func();
  }
}

如何使用线程处理标准容器？

How to process std containers with threads?

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