使用互斥体将一次运行的线程数限制为2

Question

我有一个程序，把10个线程推到一个向量中，每个线程在完成之前要打印出一个字符5次（第一个线程是'a'，第二个线程是'B'，等等）。我可以让它们一次全部运行（使用detach（））或者一次运行一个（使用join（））。现在我想使用互斥体将一次允许打印的线程数限制为2。我已经能够声明互斥体并将锁放在适当的位置，但我不确定如何应用这样的限制。有人对如何继续有什么想法吗？

deque<int> q ;
mutex print_mutex ;
mutex queue_mutex ;
condition_variable queue_cond ;

void begin(int num) {
    unique_lock<mutex> ul {queue_mutex};
    q.emplace_back(num);
    queue_cond.wait(ul,[num]{
        return q.front() == num; });
    q.pop_front();
    cout << num << " leaves begin " << endl ;
}

void end ( int num ) {
    lock_guard<mutex>lg{queue_mutex};
    queue_cond.notify_all();
    cout << num << " has ended " << endl ;
}

void run(int num, char ch) {
    begin(num);
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        {
            lock_guard<mutex> lg { print_mutex };
            cout << ch << endl << flush ;
        }
        sleep_for(milliseconds(250));
    }
    end(num);
}

int main() {
    vector<thread>threads {};
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        threads.push_back(thread{run,i,static_cast<char>(65+i)});
        threads.at(i).join();
    }
}

Answer 1

您已经使用全局deque q 为线程设置了FIFO。让我们利用这个。

当前，您正在尝试限制执行，直到当前线程位于前面。但因为begin会立即从Deque弹出线程。最好在调用end时删除该值。首先，这是一个变化：

void end(int num)
{
    {
        lock_guard<mutex>lg{queue_mutex};
        cout << num << " has ended " << endl ;
        q.erase(find(q.begin(), q.end(), num));
    }
    queue_cond.notify_all();
}

这将使用 gorith>中的std::find移除特定值。您可以使用pop_front，但我们将更改该逻辑，使其更通用。还请注意，在通知时不需要锁定条件变量。

void begin(int num)
{
    unique_lock<mutex> ul {queue_mutex};
    q.emplace_back(num);
    queue_cond.wait(ul,[num]{
        auto end = q.begin() + std::min(2, static_cast<int>(q.size()));
        return find(q.begin(), end, num) != end;
        });
    cout << num << " leaves begin " << endl ;
}

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    threads.push_back( thread{run, i, 'A'+i} );
}
for (auto & t : threads) t.join();