C++ マルチスレッドプログラミング

これまで自分で陽にマルチスレッドのコードを書くときは、
pthread や ROOT の TThread を使っていたのだが、
今回は c++11 以降でサポートされた std::thread で書いてみた。

std::thread

thread で処理する関数と、その関数に渡す引数を与えて、新しいスレッド作成。

複数の thread を順に作って、一斉に走らせたいときは、
関数の頭で後述する condition_variable の wait を呼んで、
同 notify(_all) を待機させておけば良い。

スレッドを作成したら、join か detach をさせるのを忘れずに。

mutex 本体、単独で直接使うことはあまりないはず。
以下のいずれかの形式で扱う。

コンストラクタで mutex をロック、デストラクタで解除する。
{} 内のローカル変数として定義して自動解除させるように使う。
単純なだけあって後述の std::unique_lock よりオーバーヘッドが少ないようだ。

std::mutex mtx;
{
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        ...
}

std::mutex mtx;

{

std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);

...

}

任意のタイミングでロックできるなど、前述の std::lock_guard の高機能版。
高機能なだけあって、実行コストは大きめのようだ。
std::condition_variable::wait(...) を仕掛けられるのはこちら。

pthread_cond_* とか TCondition に対応する。
wait/signal などの同期制御に相応する。

std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
...
{
    std::unique_lock<std::mutex> lk(mtx);
    cv.wait(lk,[&]{ return b_notify; });
}

std::mutex mtx;

std::condition_variable cv;

...

{

std::unique_lock<std::mutex> lk(mtx);

cv.wait(lk,[&]{ return b_notify; });

}

と仕掛けておいて、

{
    std::lock_guard<std::mutex> lk(mtx);
    b_notify=true;
    cv.notify_all();
}

{

std::lock_guard<std::mutex> lk(mtx);

b_notify=true;

cv.notify_all();

}

で一斉に起こすという感じ。
b_notify の設定は、Sprious Wakeup 対策として必要。

高速でマルチスレッドなデータ取得用プログラムを作成する際に活用。
以下のようにしてスレッドを割り当て。

ちなみに前回の記事は、
このデータ取得プログラムの ROOTファイル出力に zlib より高速な LZ4 圧縮を試すため。
残念ながら LZ4 でも間に合わないので、ひとまず ramdisk に無圧縮で出力することにした。