多线程和单线程代码维护

Posted 2023-02-22

【中文标题】多线程和单线程代码维护

【英文标题】：Multithreaded and singlethreaded code maintenance

【发布时间】：2019-06-11 08:43:03

【问题描述】：

我有一个应用程序，我想使用多线程（通过 OpenMP）或单线程运行。

我有一个#define MT true //if true, then multithreaded, else singlethreaded 宏，它可以在两个选项之间切换。

假设在我的单线程应用程序中，有一个数组：

int foo [5];

在多线程的情况下，（假设有 4 个线程），我不得不将上面的声明为：

int foo[4][5];

单线程情况下的函数，其声明为：

void work_on_foo(int* foo)
    foo[4] = 2;

变成

void work_on_foo(int thread, int** foo)
    foo[thread][4] = 2;

目前，为了处理这个代码膨胀，我正在做如下粗暴的复制：

#if MT
    void work_on_foo(int thread, int** foo)
#else
    void work_on_foo(int* foo)
#endif
#if MT
        foo[thread][4] = 2;
#else
        foo[4] = 2;
#endif

这当然很难看。有没有办法防止这种蛮力的代码维护方式？唯一的另一种方法似乎是拥有两个独立的代码库，我想避免这样做。

【问题讨论】：

在这种情况下，我使用不同的头文件来分隔代码，但仍然能够保留共享代码，然后使用配置文件生成正确的代码。

根据您的描述，在构建程序时（最大）线程数是已知的。在这种情况下，我会简单地将单线程情况视为线程数为 1 的特殊情况。交换采用thread 参数的函数的参数，使其最后一个，并为该参数提供1 的默认值。最多，您的函数只需在继续之前检查接收到的thread 值的有效性 - 无需担心实现多线程和单线程版本。

代码写错了。在编写良好的代码中，“业务逻辑”部分不应该知道它是否是多线程。如果您的主逻辑代码具有参数int thread，那么您无论如何都会被搞砸。 IMO 问题被错误地询问，这符合XY problem。

@Tryer - 如果其中一个维度设置为 1，那么数组（可能是最大的存储用户）如何“浪费空间”？？？？数组int x[1][4] 消耗的内存与数组int x[4] 消耗的内存相同。唯一的区别是元素的索引方式（以及用于附加维度的变量，这通常是微不足道的）。除非您使用的硬件资源非常有限（如果您使用的是 OpenMP，则几乎可以肯定不会）差异将是微不足道的。阅读“过早优化”。/

如果数组的索引为thread 的元素只被给定索引的线程使用，那么你就有一个线程本地数据。 OpenMP 对此类数据有一个明确定义的概念：被声明为static int foo [5];，数组通过使用#pragma omp threadprivate(foo) 变为线程局部的。在本文中查看更多信息：pages.tacc.utexas.edu/~eijkhout/pcse/html/omp-data.html。

【参考方案1】：

类来处理它们怎么样？ 创建具有所需接口的基类并派生两个类，一个用于单线程，一个用于多线程。如果你要改变你只需要改变你的工厂。 （看看dependency injection）

【讨论】：

让我看看。但在我看来，我仍然需要重新实现它两次——一次用于单线程，一次用于多线程。

嗯，你已经这样做了。通过使用类，您只是按类分隔它们，而不是使用#define。如果你用不同的参数调用它们，我认为你不能避免使用两个不同的函数