Организовать работу функции так, чтобы программа не дожидалась окончания её выполнения (многопоточность)

@APXAHGEL · Регистрация: 13.07.2013

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Всем привет. Только начинаю применять многопоточность. В нижеследующем коде нужно организовать таким образом, чтобы программа не дожидалась окончания функции LongFunc, а продолжала свою работу далее. Т.е. сейчас программа выводит только результат, а нужно чтобы пока результат не готов выводилось BlaBlaBla. Причём весь код для многопоточности нужно заключить внутрь класса A. Как бы это сделать?

C++

#include <stdio.h>
 
class A
{
public:
    A();
    void LongFunc();
    int GetStatus();
    int GetResult();
private:
    int Status;
    int Result;
};
 
A::A()
{
    Status = 0;
    Result = 0;
}
 
void A::LongFunc()
{
    Status = -1;
    for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
    {
        Result++;
    }
    Status = 1;
}
 
int A::GetStatus()
{
    return Status;
}
 
int A::GetResult()
{
    return Result;
}
 
int main(int argc, char** argv) 
{
    A a;
    while (1)
    {
        if (a.GetStatus() != -1)
        {
            printf("%d\r\n", a.GetResult());
            a.LongFunc();
        }
        else printf("BlaBlaBla\r\n");
    }
}

@Hikari · 24.12.2015, 13:25

Ну внутрь класса не скажу, но вот поиск показывает следующее: Самый простой способ реализации двух параллельных потоков

@APXAHGEL · 24.12.2015, 13:39 **[ТС]**

Нет, нужно именно внутри класса, т.к. класс А будет выноситься в отдельную библиотеку и пользователю не нужно знать что там внутри происходит.

Croessmah · 24.12.2015, 15:50

C++

1	std::thread(&A::LongFunc, &a)

Но у Вас тут логика программы не позволит нормально использовать многопоточность.

@APXAHGEL · 24.12.2015, 15:56 **[ТС]**

Croessmah, почему не позволит и куда эту строку вставить?

Croessmah · 24.12.2015, 16:02

Сообщение от APXAHGEL

почему не позволит

потому что, например, if (a.GetStatus() != -1) может выполнится еще пару раз, прежде чем в другом потоке выполнится Status = -1. Соответственно это приведет к запуску других потоков, а после того, как один из них поставит Status в единицу, получим еще запуск потоков, а потом завершится еще один поток и т.д. короче логика здесь явно не та. Лучше опишите что Вы хотите получить в результате.

@ForEveR · 24.12.2015, 16:09

APXAHGEL, Ну можно как-то так...

C++

#include <iostream>
#include <atomic>
#include <thread>
#include <chrono>
 
class A
{
public:
    A();
    void LongFunc();
    int GetStatus();
    int GetResult();
private:
    std::atomic<int> Status;
    int Result;
};
 
A::A()
{
    Status = 0;
    Result = 0;
}
 
void A::LongFunc()
{
    std::thread t([this]()
    {
       Status = -1;
       for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
       {
          Result++;
       }
       Status = 1;
    });
    t.detach();
}
 
int A::GetStatus()
{
    return Status.load();
}
 
int A::GetResult()
{
    return Result;
}
 
int main(int argc, char** argv) 
{
    A a;
    while (a.GetStatus() != 1)
    {
        if (a.GetStatus() != -1)
        {
            printf("%d\r\n", a.GetResult());
            a.LongFunc();
        }
        else
        {
           printf("BlaBlaBla\r\n");
        }
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    }
}

Croessmah · 24.12.2015, 16:17

ForEveR, всё равно всё это как-то не так...

C++

    while (a.GetStatus() != 1)//проверили, Status еще в -1
    {
        //Другой поток поменял статус на 1
        if (a.GetStatus() != -1) //Тут уже true
        {
            printf("%d\r\n", a.GetResult());
            a.LongFunc();//Запускаем еще раз.
        }

Или я что-то недоглядел?

@ForEveR · 24.12.2015, 16:22

Croessmah, А фиг его знает, я особо не вглядывался. По хорошему sleep на секунду вполне дает изменять статусы как надо. В идеале нужно сделать по другому конечно.

Croessmah · 24.12.2015, 16:32

Сообщение от ForEveR

По хорошему sleep на секунду вполне дает изменять статусы как надо.

Оно даст задержку при запуске потока, чтобы Status успел в -1 поставиться, но между двумя теми проверками нет никакой защиты, так что между ними может вклиниться поток и поставить статус в 1.

@ForEveR · 24.12.2015, 16:39

Croessmah, Тут по хорошему через future стоило бы делать.

Не по теме:

Но мне как-то лень этим сейчас заниматься.

Croessmah · 24.12.2015, 16:40

Не по теме:

Сообщение от ForEveR

Но мне как-то лень этим ~~сейчас~~ заниматься.

угу :)

@APXAHGEL · 24.12.2015, 16:58 **[ТС]**

Croessmah, ForEveR, наверное я про логику всё же не дописал. В общем должно быть как-то так: В основном потоке есть какой-то цикл. В этом цикле мы запускаем функцию LongFunc, которая запускается в отдельном потоке и основной поток продолжает выполняться не ожидая завершения работы этой функции. Функция работает в единственном экземпляре. На следующей итерации цикла основного потока мы проверяем через GetStatus завершилась ли работа функции LongFunc и если да, то считываем её результат через GetResult, печатаем его на экране и запускаем функцию LongFunc ещё раз, если нет выполняем какие-то действия (в данном случае печатаем BlaBlaBla). В теле функции main ничего дописывать не надо, т.к. класс А позже станет библиотекой и тот, кто будет им пользоваться не будет знать о его внутреннем устройстве.

@ForEveR · 24.12.2015, 17:46

APXAHGEL, Это не корректно.

C++

1
2
3

    while (1)
    {
        if (a.GetStatus() != -1)

Тут без каких-либо ухищрений запросто функция LongFunc вызовется дважды подряд. Только если проверять в LongFunc что она уже запущена.

Добавлено через 3 минуты
Как-то так можно. sleep в main добавлен чтобы не видеть миллионы строк.

C++

#include <stdio.h>
#include <future>
#include <chrono>
 
class A
{
public:
    A();
    void LongFunc();
    int GetStatus();
    int GetResult();
private:
    int Status;
    int Result;
 
    std::future<void> future;
};
 
A::A()
{
    Status = 0;
    Result = 0;
}
 
void A::LongFunc()
{
    Result = 0;
    Status = -1;
    future = std::async(std::launch::async, [this]()
    {
       for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
       {
          Result++;
       }
    });
}
 
int A::GetStatus()
{
    if (Status == -1 && future.wait_for(std::chrono::microseconds(1)) == std::future_status::ready)
    {
       future.get();
       Status = 1;
    }
    return Status;
}
 
int A::GetResult()
{
    return Result;
}
 
int main(int argc, char** argv) 
{
    A a;
    while (1)
    {
        if (a.GetStatus() != -1)
        {
            printf("%d\r\n", a.GetResult());
            a.LongFunc();
        }
        else 
        {
           printf("BlaBlaBla\r\n");
           std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
        }
    }
}

В идеале, чтобы future возвращала int, а GetResult делал wait/get.

Добавлено через 9 минут
Хотя через thread будет попроще.

C++

#include <stdio.h>
#include <thread>
 
class A
{
public:
    A();
    void LongFunc();
    int GetStatus();
    int GetResult();
private:
    int Status;
    int Result;
};
 
A::A()
{
    Status = 0;
    Result = 0;
}
 
void A::LongFunc()
{
    Result = 0;
    Status = -1;
    std::thread t([this]()
    {
       for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
       {
          Result++;
       }
       Status = 1;
    });
    t.detach();
}
 
int A::GetStatus()
{
    return Status;
}
 
int A::GetResult()
{
    return Result;
}
 
int main(int argc, char** argv) 
{
    A a;
    while (1)
    {
        if (a.GetStatus() != -1)
        {
            printf("%d\r\n", a.GetResult());
            a.LongFunc();
        }
        else 
        {
           printf("BlaBlaBla\r\n");
           std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
        }
    }
}

@APXAHGEL · 25.12.2015, 13:39 **[ТС]**

ForEveR, Спасибо огромное за последний код, только вот хочу ещё уточнить, в GetStatus не нужно ли добавить каких синхронизаций/блокировок или ещё чего. И ещё, как нужно модифицировать код, чтобы из main при вызове LongFunc можно было передать в него параметры, ну к примеру так:

C++

int main(int argc, char** argv) 
{
    A a;
    int Multiplier = 1;
    unsigned int Array[] = {1,2,3,4,5};
    while (1)
    {
        if (a.GetStatus() != -1)
        {
            printf("%d\r\n", a.GetResult());
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
            a.LongFunc(Array, Multiplier);
            Multiplier++;
        }
        else 
        {
           printf("BlaBlaBla\r\n");
        }
    }
}

Добавлено через 2 часа 13 минут
С передачей параметров разобрался, нужно просто вместо std::thread t([this]() написать std::thread t([this, Array, Multiplier](). Но всё-таки хочется узнать насчёт GetStatus и ещё такой момент, я как понимаю при каждом входе в функцию идёт новое создание потока, что выполняется достаточно долго. Можно ли, допустим, создать поток один раз в конструкторе класса и использовать его всё время?

@ForEveR · 25.12.2015, 13:53

APXAHGEL, Каких синхронизаций/блокировок в функцию которая только возвращает статус?
Да, каждый раз идет создание потока. Можно создать в конструкторе конечно, но надо ведь дать потоку понять что пора работать/пора спать.

Добавлено через 10 минут
Можно что-нибудь типа такого.

C++

class A
{
public:
    A();
    void LongFunc();
    int GetStatus();
    int GetResult();
private:
    int Status;
    int Result;
    bool Run;
 
    std::thread thread;
};
 
A::A() : Status(0), Result(0), Run(false)
{
    thread = std::thread([this]()
    {
       while (true)
       {
         if (!Run) continue;
         for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
         {
            Result++;
         }
         Status = 1;
         Run = false;
       }
    });
    thread.detach();
}
 
void A::LongFunc()
{
    Result = 0;
    Status = -1;
    Run = true;
}

@APXAHGEL · 25.12.2015, 13:58 **[ТС]**

ForEveR, я в многопоточности новичок, поэтому вопрос может быть глупым, но не может ли случиться ситуация, когда мы запрашиваем GetStatus из основного потока (в функции main) и одновременно с этим Status изменяется в другом потоки. Это вроде как состояние гонки называется и вроде Status тогда может вернуться вообще левым числом каким-то.

Сообщение от ForEveR

Можно создать в конструкторе конечно

Это как выглядеть будет?

Сообщение от ForEveR

надо ведь дать потоку понять что пора работать/пора спать

По вызову LongFunc передавать в него параметры и запускать и чтобы останавливался по окончании работы.

@ForEveR · 25.12.2015, 14:10

APXAHGEL, Не должно тут возникнуть гонки по хорошему. А на тему примера - выше.

@APXAHGEL · 25.12.2015, 15:08 **[ТС]**

ForEveR, но в таком случае вспомогательный поток не будет усыпляться. Там постоянно будет вызываться if (!Run) continue;. Можно ли как-то его усыпить, чтобы он вообще не тратил процессорного времени? Условные переменные не из той оперы?

@ForEveR · 25.12.2015, 15:46

APXAHGEL, Ну можно сделать через condition_variable.wait.

Добавлено через 16 минут
Что-то вроде

C++

class A
{
public:
    A();
    void LongFunc();
    int GetStatus();
    int GetResult();
private:
    int Status;
    int Result;
    bool Run;
 
    std::thread thread;
    std::condition_variable cond;
};
 
A::A() : Status(0), Result(0), Run(false)
{
    thread = std::thread([this]()
    {
       std::mutex mutex;
       while (true)
       {
          std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
          cond.wait(lock, [this]() { return Run; });
          for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
          {
             Result++;
          }
          Status = 1;
          Run = false;
       }
    });
    thread.detach();
}
 
void A::LongFunc()
{
    Result = 0;
    Status = -1;
    Run = true;
    cond.notify_one();
}

А лучше так с мьютексом.

C++

class A
{
public:
    A();
    void LongFunc();
    int GetStatus();
    int GetResult();
private:
    int Status;
    int Result;
    bool Run;
 
    std::thread thread;
    std::mutex mutex;
    std::condition_variable cond;
};
 
A::A() : Status(0), Result(0), Run(false)
{
    thread = std::thread([this]()
    {
       while (true)
       {
          std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
          cond.wait(lock, [this]() { return Run; });
          for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
          {
             Result++;
          }
          Status = 1;
          Run = false;
       }
    });
    thread.detach();
}
 
void A::LongFunc()
{
    {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
    Result = 0;
    Status = -1;
    Run = true;
    }
    cond.notify_one();
}

@ForEveR В астрале 8049 / 4806 / 655 Регистрация: 24.06.2010 Сообщений: 10,562
	24.12.2015, 16:39	11
	Croessmah, Тут по хорошему через future стоило бы делать. Не по теме: Но мне как-то лень этим сейчас заниматься. 0

@ForEveR В астрале 8049 / 4806 / 655 Регистрация: 24.06.2010 Сообщений: 10,562
	25.12.2015, 14:10	18
	APXAHGEL, Не должно тут возникнуть гонки по хорошему. А на тему примера - выше. 0

@APXAHGEL 6 / 6 / 0 Регистрация: 13.07.2013 Сообщений: 57
	25.12.2015, 15:08 [ТС]	19
	ForEveR, но в таком случае вспомогательный поток не будет усыпляться. Там постоянно будет вызываться if (!Run) continue;. Можно ли как-то его усыпить, чтобы он вообще не тратил процессорного времени? Условные переменные не из той оперы? 0

@Hikari Хитрая блондиночка $) 1472 / 988 / 399 Регистрация: 21.12.2015 Сообщений: 3,785
	24.12.2015, 13:25	2
	Ну внутрь класса не скажу, но вот поиск показывает следующее: Самый простой способ реализации двух параллельных потоков 0

@APXAHGEL 6 / 6 / 0 Регистрация: 13.07.2013 Сообщений: 57
	24.12.2015, 13:39 [ТС]	3
	Нет, нужно именно внутри класса, т.к. класс А будет выноситься в отдельную библиотеку и пользователю не нужно знать что там внутри происходит. 0

@APXAHGEL 6 / 6 / 0 Регистрация: 13.07.2013 Сообщений: 57
	24.12.2015, 15:56 [ТС]	5
	Croessmah, почему не позволит и куда эту строку вставить? 0

Croessmah Неэпический 17870 / 10635 / 2054 Регистрация: 27.09.2012 Сообщений: 26,737 Записей в блоге: 1
	24.12.2015, 16:02	6
	Сообщение от APXAHGEL почему не позволит потому что, например, `if (a.GetStatus() != -1)` может выполнится еще пару раз, прежде чем в другом потоке выполнится `Status = -1`. Соответственно это приведет к запуску других потоков, а после того, как один из них поставит Status в единицу, получим еще запуск потоков, а потом завершится еще один поток и т.д. короче логика здесь явно не та. Лучше опишите что Вы хотите получить в результате. 0

@ForEveR В астрале 8049 / 4806 / 655 Регистрация: 24.06.2010 Сообщений: 10,562
	24.12.2015, 16:22	9
	Croessmah, А фиг его знает, я особо не вглядывался. По хорошему sleep на секунду вполне дает изменять статусы как надо. В идеале нужно сделать по другому конечно. 0

Croessmah Неэпический 17870 / 10635 / 2054 Регистрация: 27.09.2012 Сообщений: 26,737 Записей в блоге: 1
	24.12.2015, 16:32	10
	Сообщение от ForEveR По хорошему sleep на секунду вполне дает изменять статусы как надо. Оно даст задержку при запуске потока, чтобы Status успел в -1 поставиться, но между двумя теми проверками нет никакой защиты, так что между ними может вклиниться поток и поставить статус в 1. 0

Croessmah
	24.12.2015, 16:40 #12
	Не по теме: Сообщение от ForEveR Но мне как-то лень этим ~~сейчас~~ заниматься. угу :) 0

@APXAHGEL 6 / 6 / 0 Регистрация: 13.07.2013 Сообщений: 57
	24.12.2015, 16:58 [ТС]	13
	Croessmah, ForEveR, наверное я про логику всё же не дописал. В общем должно быть как-то так: В основном потоке есть какой-то цикл. В этом цикле мы запускаем функцию LongFunc, которая запускается в отдельном потоке и основной поток продолжает выполняться не ожидая завершения работы этой функции. Функция работает в единственном экземпляре. На следующей итерации цикла основного потока мы проверяем через GetStatus завершилась ли работа функции LongFunc и если да, то считываем её результат через GetResult, печатаем его на экране и запускаем функцию LongFunc ещё раз, если нет выполняем какие-то действия (в данном случае печатаем BlaBlaBla). В теле функции main ничего дописывать не надо, т.к. класс А позже станет библиотекой и тот, кто будет им пользоваться не будет знать о его внутреннем устройстве. 0

@APXAHGEL 6 / 6 / 0 Регистрация: 13.07.2013 Сообщений: 57
	25.12.2015, 13:58 [ТС]	17
	ForEveR, я в многопоточности новичок, поэтому вопрос может быть глупым, но не может ли случиться ситуация, когда мы запрашиваем GetStatus из основного потока (в функции main) и одновременно с этим Status изменяется в другом потоки. Это вроде как состояние гонки называется и вроде Status тогда может вернуться вообще левым числом каким-то. Сообщение от ForEveR Можно создать в конструкторе конечно Это как выглядеть будет? Сообщение от ForEveR надо ведь дать потоку понять что пора работать/пора спать По вызову LongFunc передавать в него параметры и запускать и чтобы останавливался по окончании работы. 0

Организовать работу функции так, чтобы программа не дожидалась окончания её выполнения (многопоточность)

Решение