C++\Cli互锁：：Add for doubles无法获得互锁：：CompareExchange替代工作

Question

这是对前面一个问题的后续，该问题解决了带线程局部变量并行：：使用局部变量的并行：：For语法。

我正在尝试实现的图书示例执行一个互锁的：：Add on int，但是我的实现需要加倍。在上面引用的代码中，我实现了一个Lock例程，但这不起作用。因此，我现在正在尝试将一个C#示例转换为一个C++\Cli类，然后我可以调用这个类作为双重Interlocked.CompareExchange的安全添加。

TreadSafe.h

using namespace System;
using namespace System::Threading;

ref class ThreadSafe
{
private:
    double totalValue;

public:
    property double Total
    {
        double get()
        {
            return totalValue;
        }
    }
    double AddToTotal(double addend);

    // constructor
    ThreadSafe(void);
};

ThreadSafe.cpp

// constructor
ThreadSafe::ThreadSafe(void)
{
    totalValue = 0.0;
}

double ThreadSafe::AddToTotal(double addend)
{
    double initialValue, computedValue;
    do
    {
        initialValue = totalValue;
        computedValue = initialValue + addend;
    }
    while (initialValue != Interlocked::CompareExchange(totalValue, computedValue, initialValue));

    return computedValue;
}

然后，我调用包含并行:For例程的Class，该例程也在上面引用的post中列出。

DataCollection.cpp

// constructor
DataCollection::DataCollection(Form1^ f1) // takes parameter of type Form1 to give acces to variables on Form1
{
    this->f1 = f1;

    ts = gcnew ThreadSafe();
}

// initialize data set for parallel processing
void DataCollection::initNumbers(int cIdx, int gIdx)
{
    DataStructure^ number;
    numbers = gcnew List<DataStructure^>();

    for (int i = 0; i < f1->myGenome->nGenes; i++)
    {
// creates collection "numbers" with data to be processed in parallel
    }
}

// parallel-for summation of scores
double DataCollection::sumScore()
{
    Parallel::For<double>(0, numbers->Count, gcnew Func<double>(this, &DataCollection::initSumScore),
                                                gcnew Func<int, ParallelLoopState^, double, double>(this, &DataCollection::computeSumScore),
                                                gcnew Action<double>(this, &DataCollection::finalizeSumScore));
    return ts->Total;
}

// returns start value
double DataCollection::initSumScore()
{
    return 0.0;
}

// perform sequence alignment calculation
double DataCollection::computeSumScore(int k, ParallelLoopState^ status, double tempVal)
{
// calls several external methods, but for testing simplified to an assignment only

    tempVal += 1.0;

    return tempVal;
}

// locked addition
void DataCollection::finalizeSumScore(double tempVal)
{
    ts->AddToTotal(tempVal);
}

代码编译并运行，但不添加。它总是返回0。

因此，我假设我对C#示例的翻译/实现是不正确的。怎么了？

Answer 1

我使用您的ThreadSafe类做了一个非常简单的例子。

ref class foo
{
public:
  ThreadSafe^ ts;
  foo() {ts = gcnew ThreadSafe();}
  double init() { return 0.0; }
  double add(int i, ParallelLoopState^, double d) { return d + 1.0; }
  void end(double d) { ts->AddToTotal(d); }
};

int main(array<System::String^>^args)
{
  foo^ f = gcnew foo();
  Parallel::For<double>(0,1000000,
    gcnew Func<double>(f, &foo::init),
    gcnew Func<int, ParallelLoopState^, double, double>(f, &foo::add),
    gcnew Action<double>(f, &f::end));
  Console::WriteLine(f->ts->Total);
}

我看到它使用1、2和4个任务线程运行。总是输出1000000 (在这种情况下)。

非常肯定，您在ThreadSafe类中没有犯错误。我就开始找别的地方了。

使用编写的代码，numbers->Count将等于0，这将导致Parallel::For永远不会执行。我想您刚才忽略了填充numbers的代码，但如果没有，这将是它无法工作的原因之一。

更新:下面是我打算在我的Parallel:For循环中做什么的解释：

每个任务从0开始。每次对Add的调用都会将1添加到任务的运行量中，然后，一旦任务完成，就会将其总计写入ThreadSafe类。

因此，与其调用AddToTotal 100次，我只对每个任务调用一次：

• 1任务:调用AddToTotal的值为100。
• 两个任务: AddToTotal调用的值约为50，之和为100。
• 4个任务: AddToTotal调用的值约为25个，之和为100。

我的add()函数仍然是线程安全的，因为它不访问输入参数d以外的任何值，输入参数d是从init()返回的值(任务启动时)，或者是来自该任务的前一个add()的值。

为了证明我的观点，我在我的Console::WriteLine(d)函数中添加了一个end()，并将计数提高到了1000000。我跑了很多次，最后的计数总是1000000。下面是一个仍然有效的异常例子: 467922,454959,77119。总计1000000。(我第一次看到3项任务)。

当然，现在我已经考虑到您关心的问题了，我只打了几次电话给AddToTotal，可能永远不会同时调用它。

下面是我要添加()和end()的更新：

double add(int i, ParallelLoopState^, double d) { return bar->AddToTotal(1.0); }
void end(double d) { Console::WriteLine(d); }

现在，所有的添加都是在任务中完成的，AddToTotal将被调用1000000次。end()将只输出每个任务的最终编号，这是在上次调用add()时从AddToTotal返回的。

我还接到1000000个电话。我确实得到了更多的任务，很可能是因为现在对AddToTotal的所有调用。

所以我同意。我的第一次尝试并不能很好地证明AddToTotal是线程安全的。现在，我想是的。