同步工作线程

Question

我有一个场景，我正在尝试提出最佳同步方法。我们假设 C++11 中的 std::thread 存在，因此无需担心各种线程库之间的差异等。

场景是这样的。主线程线程 a 想要将任务分发给一堆工作线程。然后，在暂时发出最后的指令后，它需要等待所有线程完成它们的工作。我们不想加入他们，只是等待他们完成他们给定的任务。然后线程 a 必须分析从所有线程收集的数据，然后向工作人员发送命令以重新开始该过程。

简而言之，就是这些步骤。

1. 线程 a 向所有工作线程发送命令 x。
2. 线程 a 一直等待，直到所有工作人员都完成。
3. 线程 a 进行处理。
4. 回到 1。

你建议我用什么？简单的互斥锁？条件变量？两者的结合？任何关于如何构建同步以尽可能高效的提示都将不胜感激。

Answer 1

你有 n 个工作线程和一个主线程a，它将任务委托给工作人员，并且必须等待他们完成这些任务，然后再分配新一批任务。

基本技术是使用屏障（如boost::barrier）来同步工作线程的结束和a。

屏障在n+1 初始化。主线程a 在屏障上等待，每个工作线程在其任务结束时执行相同的操作。当屏障上最后一个线程调用wait时，所有线程都被唤醒，主线程可以继续工作。您可能需要添加第二个屏障来阻止工作线程，直到为它们分配新任务。

工作线程的主体可能类似于以下伪代码：

while (running) {
     startbarrier.wait(); // wait for main thread to signal start
     do_work();
     endbarrier.wait(); // signal end of work
 }

同样的事情也可以用信号量来实现。信号量和屏障都可以通过互斥体和条件变量来实现。

更多详情请见this SO question。