Question

Latelly我一直在使用多线程编码，经过一段时间的写作我意识到如果我在不同的boost :: threads中使用std :: cout，输出将没有逻辑顺序，我的程序测试类似于：

#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <iostream>

int my01( void )
{
    std::cout << "my01" << std::endl;
    return 0;
}
/* my02, my03 and my04 are the same with different outputs*/
[...]
int main( void )
{
    boost::thread t1(&my01);
    boost::thread t2(&my02);
    boost::thread t3(&my03);
    boost::thread t4(&my04);

    while(!t1.joinable() || !t2.joinable() || !t3.joinable() || !t4.joinable());

    t1.join();
    t2.join();
    t3.join();
    t4.join();

    std::cout << "The end!" << std::endl;
    getchar();
    return 0;
}

输出通常就像（它改变）：

my02my01
  my04
  my03
  BLANK LINE
  结束！

考虑到这个问题，我考虑创建一个单独的线程来管理所有输出，所以它们的顺序如下：

MY01
  MY02
  my03
  my04
  结束！

编写此类线程或管理这些输出的最佳方法是什么？请同时阅读这个问题的答案：Is cout synchronized/thread-safe?

Ps：我使用的是Visual C ++ 2010 Express，我的cpu有8个不同的核心。

谢谢你的时间！

Answer 1

首先，您可以考虑避免所有显式线程管理，而是使用std::async在任意数量的单独线程中启动您的任务。

其次，您不想在线程本身中执行I / O，而是要创建结果，并按顺序执行输出。这意味着线程函数只是创建了一些数据，并将其留给调用者实际写出来：

// warning: untested code
std::string process(int value) {
     std::ostringstream buffer;
     buffer << "my" << std::setfill('0') << std::setw(2) << value;
     return buffer.str();
}

然后我们需要以异步方式启动它的四个副本：

std::vector<std::future<std::string> > results;

for (int i=0; i<4; i++)
    results.push_back(std::async(process, i));

然后我们等待结果并按顺序打印出来：

for (int i=0; i<4; i++)
    std::cout << results[i].get();

我应该添加一个小问题：我基于标准C ++ 11 future。我相信基本的想法也应该与Boost future（标准所依据的）一起使用，但还没有对它进行测试。需要对Boost的未来进行一些微调（例如，名称）（尽管如上所述，代码未经过测试，可能需要进行一些调整标准期货也是如此，但无论如何都希望减少。）

Answer 2

我通过编写一个瘦包装器来解决它，该包装器在开始写入流时锁定互斥锁并释放它，并在写入语句完成后刷新流。

用法：用safe_cout替换std :: cout。

请记住，它不支持花哨的std :: cout功能，如std :: endl。

请参阅下面的代码或从此处获取：https://github.com/dkorolev/felicity/blob/master/safe_ostream.h

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <memory>

struct safe_ostream {
  struct guarded_impl {
    guarded_impl() = delete;
    guarded_impl(const guarded_impl&) = delete;
    void operator=(const guarded_impl&) = delete;
    guarded_impl(std::ostream& ostream, std::mutex& mutex) : ostream_(ostream), guard_(mutex) {
    }
    ~guarded_impl() {
      ostream_.flush();
    }
    template<typename T> void write(const T& x) {
      ostream_ << x;
    }
    std::ostream& ostream_;
    std::lock_guard<std::mutex> guard_;
  };
  struct impl {
    impl() = delete;
    void operator=(const impl&) = delete;
    impl(std::ostream& ostream, std::mutex& mutex) : unique_impl_(new guarded_impl(ostream, mutex)) {
    }
    impl(const impl& rhs) {
      assert(rhs.unique_impl_.get());
      unique_impl_.swap(rhs.unique_impl_);
    }
    template<typename T> impl& operator<<(const T& x) {
      guarded_impl* p = unique_impl_.get();
      assert(p);
      p->write(x);
      return *this;
    }
    mutable std::unique_ptr<guarded_impl> unique_impl_;
  };
  explicit safe_ostream(std::ostream& ostream) : ostream_(ostream) {
  }
  template<typename T> impl operator<<(const T& x) {
    return impl(ostream_, mutex_) << x;
  }
  std::ostream& ostream_;
  std::mutex mutex_;
};
safe_ostream safe_cout(std::cout);
safe_ostream safe_cerr(std::cerr);

Answer 3

您需要在线程上强加一个订单，以便输出的顺序符合您的要求（可能通过将线程实例或事件传递给相应的线程，以便它们只能按您的顺序执行），或者你可以给所有输出一个线程序列号，将所有输出排队到一个'print'线程，并在那里保留一个任何无序行的列表，以便打印输出你想要的。

对于'真正的'应用程序，（即不是一个滥用线程的普通测试应用程序），线程在顺序缓冲区上并行执行大量工作，顺序缓冲区的顺序必须保留，强制线程等待彼此通常不是一个合理的选择。通常使用序列号并在之后重新组合缓冲流。

Answer 4

给每个线程一个std::ostringstream来写输出。在程序结束时，按顺序打印每个线程的输出。

考虑到线程4可能在线程1之前很久完成，你还会怎么做呢？

Answer 5

使用锁定。如果你可以使用boost，那就行了。

int my01(boost::mutex *coutGuard)
{
  {
     // lock cout until the closing brace
     boost::mutex::scoped_lock lock(*coutGuard);

     std::cout << "my01" << std::endl;
  }

  return 0;
}

int main( void )
{
   boost::mutex coutGuard;

   boost::thread t1(boost::bind(&my01, &coutGuard));
   ...
}

可以使用lock_guard代替scoped_lock。

同步STD cout输出多线程

5 个答案: