线程最大并发线程

Question

我正在尝试理解std::thread中的一些基本概念，但我仍然对这些概念缺乏信心。根本的问题是：

当我超过std::thread::hardware_concurrency()__的值时，会发生什么，就像下面所做的那样？

我知道这个方法只是一个提示，但在这种情况下，8应该是准确的。我没有看到任何警告或错误，那么实际发生了什么呢？

我怀疑这与我对join()和detach()缺乏理解有关，这就引出了我的第二个问题。

我知道，如果我在没有join()或detach()的情况下旋转线程，就会得到运行时错误。正如我从阅读和观察中了解到的那样，join()导致线程阻塞，直到它完成执行，而detach()则基本相反，允许线程在完成之前疯狂运行，如果线程不自行终止，则可能会打开一罐蠕虫。

根据我的观察，join()和detach()的使用似乎是相互排斥的。这样做不对吗？为什么我需要在同一个线程上使用join()和detach()？

就我的第一个问题而言，我甚至无法开始猜测。我预期会出现某种类型的运行时错误，或者更明显的强制阻塞。

#include <ctime>
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>

std::vector<unsigned> getNumbers(unsigned n)
{
    std::vector<unsigned> out;
    while(n > 0)
    {
        out.push_back(rand());
        n--;
    }
    return out; 
}

int main() {
    srand(time(nullptr));
    std::vector<std::thread> threads;
    unsigned maxThreads = std::thread::hardware_concurrency();
    std::cout << "Max threads: " << maxThreads << std::endl;

    unsigned tooManyThreads = maxThreads + 5;

    for(auto i = 0; i < tooManyThreads; i++)
    {
        threads.push_back(std::thread(getNumbers,(rand() % 10000 + 1)));
        std::cout << "Starting thread " << i << " (" 
            << threads.back().get_id() << ")" << std::endl;
        threads.back().detach();
    }

    for(auto i = 0; i < tooManyThreads; i++)
    {   
        if(threads.at(i).joinable())
        {
            threads.at(i).join();
            std::cout << "Joining " << i << std::endl;
        }
    }
    return 0;
} 

Answer 1

您似乎对“线程”在此上下文中的含义感到困惑。有两种线程：std::thread是 thread，而std::thread::hardware_concurrency()则返回 threads的数量。

软件线程不需要专用的硬件线程，操作系统可以并将调度不同的软件线程来共享相同的硬件线程。实际上，计算机上的软件线程通常比硬件线程多几个数量级。

Answer 2

在任何给定的时间，您的计算机上都有数千个线程在运行。大多数程序或进程来自其他程序或进程，其中有数百或数千个程序或进程在后台运行。(如果在windows中打开TaskManager，或者在Linux命令提示符中键入htop，就可以看到它们)。

那么std::thread::hardware_concurrency是什么呢？它是可以同时执行的线程数。如果您有8个逻辑核心，则只能同时执行8个线程。所有其他线程都是“暂停”的，至少直到轮到它们运行为止。

这听起来像是一个矛盾:没有数千个内核，怎么可能有成千上万的线程呢？答案是操作系统会安排线程。每个活动线程都有一个回合来运行，并且运行速度足够快，以至于人们不会注意到延迟，但这些线程实际上并不是同时执行的。

基本上，std::thread::hardware_concurrency告诉您使用线程的最大可能速度。如果您有8个内核，那么使用线程并行化的最大速度是8倍。可以启动更多的线程，很多程序都是这样做的，因为它们的设计使不同的线程处理不同类型的任务(比如一个线程可以读取/写入文件，另一个线程可以控制GUI，另一个线程可能处理后台的东西，另一个线程可以与网络对话)，但是它实际上不会使程序运行得更快。