类对象上的多线程

Posted 2023-02-22

【中文标题】类对象上的多线程

【英文标题】：Multithreading on Class object

【发布时间】：2013-02-05 00:49:49

【问题描述】：

我收到未处理的异常和访问冲突读取位置错误。但有时它执行得很完美。我是否正确传递了向量和向量迭代器？可能导致错误的原因是什么。

struct DataStructure

    MapSmoother *m1;
    std::vector<Vertex *> v1;
    std::vector<Vertex *>::iterator vit_f;
    std::vector<Vertex *>::iterator vit_e;
    DataStructure() 
        m1 = NULL;
        v1;
        vit_f;
        vit_e;
    
;
DWORD WINAPI thread_fun(void* p)

        DataStructure *input = (DataStructure*)p;
        while ( input->vit_f != input->vit_e ) 
            Vertex *v = *((input->vit_f)++);
            (*(input->m1)).relax(v);
        
        return 0;

int main()

    //Read and encode color to Mesh
    // msmoother is an object
    DataStructure* input = new DataStructure();
    input->m1 = &msmoother;
    for(int i = 0; i < 7; ++i) 
        for(int color = 1; color <= k; color++) 
            std::vector<Vertex *> verList;
          //all the vertices with the same color index will be stored in verList vector
            input->v1 = verList;    //Copied to structure
            std::vector<Vertex *>::iterator vit1 = verList.begin();
            std::vector<Vertex *>::iterator vit2 = verList.end();
            input->vit_f = vit1;
            input->vit_e = vit2;
            HANDLE hThread[50];
            cout << "     Processing for color: " << color << endl;
            for(int j = 0; j < 50; ++j)
                hThread[j] = CreateThread(0,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)&thread_fun,input,0,NULL);
            
            WaitForMultipleObjects(THREAD_COUNT,hThread,TRUE,INFINITE);
            //clear verList vector
            //Close Handles to all threads
        
    

【问题讨论】：

您使用THREAD_COUNT 元素定义了一个HANDLE 数组，但在您的循环中使用了50。THREAD_COUNT 定义在哪里？是大于还是小于 50（或等于）？

@dreamlax .. 它是 50 .. 顺便说一句，我没有包括全局变量部分。无论如何 THREAD_COUNT 是 50。

【参考方案1】：

不，您没有正确传递它们。

这段代码：

input->v1 = verList;    //Copied to structure

制作矢量的副本，从外观上看是有意的。由于向量仅包含指向实际数据的指针，因此您只是制作了一堆指针的副本。但是，后续代码：

std::vector<Vertex *>::iterator vit1 = verList.begin();
std::vector<Vertex *>::iterator vit2 = verList.end();
input->vit_f = vit1;
input->vit_e = vit2;

是问题所在。您在 input 对象中设置的迭代器实际上来自本地 verList； 不是在您的input->v1 列表中。

试试：

input->vit_f = input->v1.begin();
input->vit_e = input->v1.end();

附录

针对 OP 进行了更新以避免竞争条件和不需要的向量复制。

首先，将DataStructure重新定义为：

struct DataStructure

    MapSmoother *m1;
    std::vector<Vertex *>::iterator first, last
    DataStructure() : m1(NULL) 
;

接下来，将你的线程函数定义为：

DWORD WINAPI thread_fun(void* p)

    DataStructure *input = static_cast<DataStructure*>(p);
    if (input && input->m1)
    
        for (std::vector<Vertex *>::iterator it = input->first
             it != input->last; ++it) 
        
             input->m1->relax(*it);
        
    
    delete input;
    return 0;

最后，调用它：（在你的循环中）

// all the vertices with the same color index will be stored in verList vector
std::vector<Vertex *> verList;
// ... store vector data ...

cout << "     Processing for color: " << color << endl;
HANDLE hThread[50] = NULL;
for(int j = 0; j < _countof(hThread); ++j)

    DataStructure *input= new DataStructure;
    input->first = verList.begin();
    input->last = verList.end();
    input->m1 = &msmoother
    hThread[j] = CreateThread(0,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)&thread_fun,input,0,NULL);

WaitForMultipleObjects(THREAD_COUNT,hThread,TRUE,INFINITE);

或者类似的东西。我只是在网上敲定了这个，所以我不知道它是否可以编译，但希望能给你一个足够体面的想法。每个线程都将自己的一对迭代器放入verList 数组中，并因此进行并发访问。 注意：他们不能修改向量；只使用它。他们获得迭代器的结构由创建者线程分配，但归线程本身所有，线程本身最终负责销毁它。

【讨论】：

@WhozCraig.. 谢谢.. 效果很好.. 你能解释一下吗：input->v1 = verList;我怎样才能将向量传递给线程函数，而不是复制？

对于这个特定的任务，老实说，我会传递一个只有两个迭代器的结构。您要对数据进行分区吗？它会改变我修改答案的方式，这就是我问的原因。关于input->v1 = verList，您正在制作包含所有项目指针的向量的副本。每个向量的迭代器只对它们来自的向量有效；没有其他人。这是你错误的根源。

@WhozCraig.. 我没有对数据进行分区.. 但是如果我不使用 input->v1 作为迭代器，那么程序可能会再次抛出异常（根据我对之前讨论的理解）

迭代器几乎总是可以复制。所以你可以只传递两个迭代器，然后在线程过程中复制它们，并使用它们而不是结构中传入的那些。如果你愿意，我可以更新答案来证明这一点。

现在我看到了，实际上你的问题比你想象的要多。您将相同的数据结构传递给每个线程 (input)，但在每个线程调用之间修改其内容。这实际上是一种竞争条件，而且是一个令人讨厌的条件。我也会尝试解释这一点。但请为我节省一些时间。 verList 是否总是填充 per thread ？如果是这样，那么你不需要两个迭代器，你只需要一个向量和你的 m1 成员。

【参考方案2】：

我是 C++ 菜鸟，所以我可能错了，但我认为问题可能出在：

std::vector<Vertex *>::iterator vit1 = verList.begin();
std::vector<Vertex *>::iterator vit2 = verList.end();
input->vit_f = vit1;
input->vit_e = vit2;

您将迭代器传递给verList，而不是传递给已复制到DataStructure 的向量。我想你想要的是：

input->v1 = verList; // copy to structure
input->vit_f = input->v1.begin();
input->vit_e = input->v1.end();

【讨论】：

你不是那个菜鸟=P。这是根本问题。

@WhozCraig：好吧，如果你把我放在一个一端是菜鸟，另一端是经验丰富的 C++ 开发人员的规模上，我会非常喜欢它。

嘿。我曾经认为我处于那种规模的一端，然后我来到了这里，我的上帝我从来没有一天不记得我有多少不 知道，所以我就在你身边。

@dreamlax.. 感谢.. 有用的信息

@dreamlax.. 你对此有什么想法吗？输入->v1 = verList；我如何将向量传递给线程函数，而不是复制？