asio::io_service 和 thread_group 生命周期问题

Question

看看answers like this one，我们可以做这样的事情：

boost::asio::io_service ioService;
boost::thread_group threadpool;
{
    boost::asio::io_service::work work(ioService);
    threadpool.create_thread(boost::bind(&boost::asio::io_service::run, ioService));
    threadpool.create_thread(boost::bind(&boost::asio::io_service::run, &ioService));
    ioService.post(boost::bind(...));
    ioService.post(boost::bind(...));
    ioService.post(boost::bind(...));
}
threadpool.join_all();

但是，就我而言，我想做类似的事情：

while (condition)
{
    ioService.post(boost::bind(...));
    ioService.post(boost::bind(...));
    ioService.post(boost::bind(...));
    threadpool.join_all();

    // DO SOMETHING WITH RESULTS
}

但是，boost::asio::io_service::work work(ioService) 行不合适，据我所知，如果不重新创建池中的每个线程，我无法重新创建它。

在我的代码中，线程创建开销似乎可以忽略不计（实际上比以前基于互斥锁的代码性能更好），但有没有更简洁的方法来做到这一点？

Answer 1

while (condition)
{
    //... stuff
    threadpool.join_all();

    //... 
}

没有任何意义，因为您只能加入一次线程。一旦加入，它们就消失了。您不想一直启动新线程（使用线程池 + 任务队列¹）。

由于您不想真正停止线程，因此您可能不想破坏工作。如果您坚持，shared_ptr<work> 或 optional<work> 效果很好（只需 my_work.reset() 它）

¹ 更新建议：

• 带有任务队列的简单thread_pool：（在boost thread throwing exception "thread_resource_error: resource temporarily unavailable"中）
• 基于io_service 本身的队列（使用work）c++ work queues with blocking

更新

“解决方案#2”的简单扩展可以等待所有任务完成，而无需加入工人/破坏池：

  void drain() {
      unique_lock<mutex> lk(mx);
      namespace phx = boost::phoenix;
      cv.wait(lk, phx::empty(phx::ref(_queue)));
  }

请注意，为了可靠运行，还需要在出队时向条件变量发出信号：

      cv.notify_all(); // in order to signal drain

注意事项

1. 这是一个邀请竞争条件的接口（队列可以接受来自多个线程的作业，因此一旦drain() 返回，另一个线程可能已经发布了新任务）

2. 当队列为空时发出信号，而不是在任务完成时发出信号。队列无法知道这一点，如果需要，请使用任务中的屏障/信号条件（本例中为the_work）。队列/调度机制与那里无关。

演示

Live On Coliru

#include <boost/thread.hpp>
#include <boost/phoenix.hpp>
#include <boost/optional.hpp>

using namespace boost;
using namespace boost::phoenix::arg_names;

class thread_pool
{
  private:
      mutex mx;
      condition_variable cv;

      typedef function<void()> job_t;
      std::deque<job_t> _queue;

      thread_group pool;

      boost::atomic_bool shutdown;
      static void worker_thread(thread_pool& q)
      {
          while (auto job = q.dequeue())
              (*job)();
      }

  public:
      thread_pool() : shutdown(false) {
          for (unsigned i = 0; i < boost::thread::hardware_concurrency(); ++i)
              pool.create_thread(bind(worker_thread, ref(*this)));
      }

      void enqueue(job_t job) 
      {
          lock_guard<mutex> lk(mx);
          _queue.push_back(std::move(job));

          cv.notify_one();
      }

      void drain() {
          unique_lock<mutex> lk(mx);
          namespace phx = boost::phoenix;
          cv.wait(lk, phx::empty(phx::ref(_queue)));
      }

      optional<job_t> dequeue() 
      {
          unique_lock<mutex> lk(mx);
          namespace phx = boost::phoenix;

          cv.wait(lk, phx::ref(shutdown) || !phx::empty(phx::ref(_queue)));

          if (_queue.empty())
              return none;

          auto job = std::move(_queue.front());
          _queue.pop_front();

          cv.notify_all(); // in order to signal drain

          return std::move(job);
      }

      ~thread_pool()
      {
          shutdown = true;
          {
              lock_guard<mutex> lk(mx);
              cv.notify_all();
          }

          pool.join_all();
      }
};

void the_work(int id)
{
    std::cout << "worker " << id << " entered\n";

    // no more synchronization; the pool size determines max concurrency
    std::cout << "worker " << id << " start work\n";
    this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(2));
    std::cout << "worker " << id << " done\n";
}

int main()
{
    thread_pool pool; // uses 1 thread per core

    for (auto i = 0ull; i < 20; ++i) {
        for (int i = 0; i < 10; ++i)
            pool.enqueue(bind(the_work, i));

        pool.drain(); // make the queue empty, leave the threads
        std::cout << "Queue empty\n";
    }

    // destructing pool joins the worker threads
}