如何在多线程中同步 "for" 循环计数器？

Question

如何在多线程上同步 "for" 循环计数器？

如果这些多线程程序

void Func(int n){
 for(int i=0; i<n; i++){ //at the same time with other Func()
  cout << i <<endl;
 }
}

void main(){
 std::thread t1(Func(2));
 std::thread t2(Func(2));
 t1.join();
 t2.join();
}

并行执行 Func() 时，我想同步 "for" 循环计数器 "i"。

比如程序有可能输出结果

但我想始终得到结果

我可以吗？

Answer 1

如果您使用 OpenMP 对循环进行线程化，则可以使用 #pragma omp barrier 语句。

在 C++11 中，您可以使用 condition_variable 阻塞所有线程，直到它们到达同一位置。

Answer 2

一种方法是为线程使用一些变量来协调事物（为了简单起见，在下文中它们是全局变量）。

mutex m;
condition_variable c;
static int index = 0;
static int count = 2;

index 变量表示线程位于哪个索引处，count 变量表示索引处仍有多少线程。

现在你的循环变成了：

void Func(int n){
 for(int i=0; i<n; i++){ //at the same time with other Func()
    unique_lock<mutex> l(m);
    c.wait(l, [i](){return index == i;});
    cout << i <<endl;
    if(--count == 0)
    {
        ++index;
        count = 2;
        c.notify_one();
    }
 }
}

完整代码如下：

#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <iostream>


using namespace std;


mutex m;
condition_variable c;
static int index = 0;
static int count = 2;


void Func(int n){
 for(int i=0; i<n; i++){ //at the same time with other Func()
    unique_lock<mutex> l(m);
    c.wait(l, [i](){return index == i;});
    cout << i <<endl;
    if(--count == 0)
    {
        ++index;
        count = 2;
        c.notify_one();
    }
 }
}


int main(){
 std::thread t1(Func, 20);
 std::thread t2(Func, 20);
 t1.join();
 t2.join();
}

Answer 3

您可以使用 std:atomic 变量并将其传递给所有线程。

void Func(int n, int & i){
    for (; i<n; i++){ //at the same time with other Func()
        cout << i << endl;
    }
}

void main(){
    std::atomic<int> counter = 0;
    std::thread t1(Func, 2, std::ref(counter));
    std::thread t2(Func, 2, std::ref(counter));
    t1.join();
    t2.join();
}

您还应注意，您在示例中创建线程的方式不正确。其次，如果你在多个线程中使用 cout，每个 cout 应该用 std::mutex 保护，因为 cout 不是线程安全的。

如何在多线程中同步 "for" 循环计数器？

How to sync "for" loop counter in multithread?

c++

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mutex

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