Энтони Уильямс - Параллельное программирование на С++ в действии. Практика разработки многопоточных программ

Вооружившись знаниями о том, как задавать таймауты, рассмотрим функции, в которых таймауты используются.

Простейший случай использования таймаута — задание паузы в потоке, чтобы он не отнимал у других потоков время, когда ему нечего делать. Соответствующий пример был приведён в разделе 4.1, где мы в цикле опрашивали флаг «done». Для этого использовались функции std::this_thread::sleep_for()и std::this_thread::sleep_until(). Обе работают как будильник: поток засыпает либо на указанный интервал (в случае sleep_for()), либо до указанного момента времени (в случае sleep_until()). Функцию sleep_for()имеет смысл применять в ситуации, описанной в разделе 4.1, когда что-то необходимо делать периодически и важна лишь продолжительность периода. С другой стороны, функция sleep_until()позволяет запланировать пробуждение потока в конкретный момент времени, например: запустить в полночь резервное копирование, начать в 6 утра распечатку платёжной ведомости или приостановить поток до момента следующего обновления кадра при воспроизведении видео.

Разумеется, таймаут принимают не только функции типа sleep. Выше мы видели, что таймаут можно задавать при ожидании условных переменных и будущих результатов. А также при попытке захватить мьютекс, если сам мьютекс такую возможность поддерживает. Обычные классы std::mutexи std::recursive_mutexне поддерживают таймаут при захвате, зато его поддерживают классы std::timed_mutexи std::recursive_timed_mutex. В том и в другом имеются функции-члены try_lock_for()и try_lock_until(), которые пытаются получить блокировку в течение указанного интервала или до наступления указанного момента времени. В табл. 4.1 перечислены функции из стандартной библиотеки С++, которые принимают таймауты, их параметры и возвращаемые значения. Параметр duration должен быть объектом типа std::duration<>, а параметр time_point — объектом типа std::time_point<>.

Таблица 4.1. Функции, принимающие таймаут

Теперь, когда мы рассмотрели условные переменные, будущие результаты, обещания и упакованные задачи, настало время представить более широкую картину их применения для синхронизации операций, выполняемых в разных потоках.

Использование описанных выше средств синхронизации в качестве строительных блоков позволяет сосредоточиться на самих нуждающихся в синхронизации операциях, а не на механизмах реализации. В частности, код можно упростить, применяя более функциональный (в смысле функционального программирования ) подход к программированию параллелизма. Вместо того чтобы напрямую разделять данные между потоками, мы можем снабдить каждый поток необходимыми ему данными, а результаты вычисления предоставить другим потокам, которые в них заинтересованы, с помощью будущих результатов.