std::mutex 和 std::condition_variable 构造开销与堆分配

Question

我有一个 task class 需要移动。我有大约 10-15 个任务包含在 task_storage 父 class 中。在 task::execute() 内部，我需要等待一个原子变量达到零：

void task::execute()
{
    for_subtasks([this]
        {
            thread_pool.post([this]
                {
                    this->do_work();

                    // Atomic counter.
                    --(this->_remaining_subtasks);
                });
        });

    // wait for `_remaining_subtasks == 0`
}

我想到了三种替代方法来等待 _remaining_subtasks == 0，同时保持 task 可移动：

使用 while(...){ sleep(1); } 忙等待循环。

在函数内部构造并使用一个 std::mutex 和一个 std::condition_variable。

void task::execute()
{
    std::mutex m;
    std::condition_variable cv;

    for_subtasks(/* ... */);

    std::unique_lock<std::mutex> l(m);
    cv.wait(l, [this]{ return this->_remaining_subtasks == 0; });
}

在 task 中存储一个 std::unique_ptr<std::mutex> 和一个 std::unique_ptr<std::condition_variable> 作为字段。这将允许 task 可移动，但也会引入间接访问同步原语。
```
void task::execute()
{
    for_subtasks(/* ... */);

    std::unique_lock<std::mutex> l(*this->_m);
    this->_cv.wait(l, [this]{ return this->_remaining_subtasks == 0; });
}
```

我不打算使用忙等待。我尝试分析 2 和 3 之间最快的解决方案，但无法获得任何有意义的结果。

std::mutex 和 std::condition_variable 的构造开销显着吗？ 或者堆 allocations/accesses 会更慢吗？

Answer 1

Is the construction overhead for std::mutex and std::condition_variable significant? Or would the heap allocations/accesses be slower?

在这两种情况下都必须调用构造函数。不同之处在于分配内存的位置：静态存储、堆栈或堆。堆分配是最慢的。

在 Linux 和 POSIX 兼容系统上，std::mutex 和 std::condition_variable 是 POSIX pthread_mutex_t 和 [=13= 的精简包装器] 结构。初始化这些结构涉及设置基本类型的成员变量并且没有调用。换句话说，建造成本低。

std::mutex 和 std::condition_variable 构造开销与堆分配

std::mutex and std::condition_variable construction overhead vs heap allocation

c++

multithreading

c++11

mutex

condition-variable