Question

如标题中所述，我想知道使用std::async运行的任务是否可以“重用”空闲线程。

例如，让我们采取下一个代码：

auto task = []() { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(20)); };
int tasksCount = 160;
std::vector<std::future<void>> futures;

for (int i = 0; i < tasksCount; ++i)
{
    futures.push_back(std::async(task));
}

所以我们有许多并行运行的任务（160）什么都不做。当此代码在Windows上运行时，它会生成161个等待线程。

无所事事是不是太多线程？为什么等待线程不能“重用”？

Answer 1

共享确实发生了，但是在核心级别，而不是线程级别。由于你的线程几乎没有计算，所以160个线程可能共享一个CPU核心。

从根本上说，一个线程拥有一个调用堆栈，其中包含每个函数调用的局部变量。这个堆栈实际上无法共享 - 调用堆栈的基本属性是top函数是主动执行的函数。在您的示例中，您在160个堆栈之上有160 sleep_for。

Answer 2

粗略地说，一个线程是堆栈的CPU状态和保留存储空间，以及OS调度程序中的一个条目。 C ++语言还包含有关每线程状态（thread_local）的信息，而辅助库也可能具有某些状态。

这些价格相当昂贵。这些信息不能在线程之间共享;每个线程实际上有一个不同的堆栈，一组不同的thread_local状态，不同的寄存器值等等。

现在，当一个线程没有执行时，它只是一个表中的一个条目。没有CPU资源（除了由较大的表引起的那些）在线程上花费。所以你有大量的设置成本，一堆线程启动，然后他们去睡觉。调度程序在他们要求睡眠的时间到来之前不会返回这些线程。

因此，在硬件层面，他们正在共享CPU。但是在软件级别，它们的状态不是共享的，而这正是您在调试器中看到的。

Answer 3

重要的问题是：它会对您的计划产生什么样的可观察差异？该标准不会谈论在低系统级别发生的事情。它只会谈论可观察的行为。那里没有任何收获，唯一可观察到的差异可能是意外的线程局部存储变量混淆。

考虑复杂性：

睡眠线程不会给系统带来太多损失。拥有更多空闲线程不会伤害太多
繁忙的线程无法重复使用。好吧，不是没有成本。
如果你想重用空闲线程，你怎么知道重用后的线程在睡觉后不会变忙。

因此，简而言之，它不会提供任何明显的好处，可能会破坏线程本地存储，具体取决于规范中的说明方式，并且将是一个很大的难点。只是为了减少较低级别的线程数。

可以std :: async“重用”线程吗？

3 个答案: