Параллельное программирование на С++ в действии

 bool is_set() const;

};

thread_local interrupt_flag this_thread_interrupt_flag; ←(1)

class interruptible_thread {

 std::thread internal_thread;

 interrupt_flag* flag;

public:

 template

 interruptible_thread(FunctionType f) {

  std::promise p; ←(2)

  internal_thread = std::thread([f,&p] { ←(3)

   p.set_value(&this_thread_interrupt_flag);

   f(); ←(4)

  });

  flag = p.get_future().get(); ←(5)

 }

 void interrupt() {

  if (flag) {

   flag->set(); ←(6)

  }

 }

};

Переданная функция f обертывается лямбда-функцией (3), которая хранит копию f и ссылку на локальный объект-обещание p (2). Перед тем как вызывать переданную функцию (4), лямбда-функция устанавливает в качестве значения обещания адрес переменной this_thread_interrupt_flag (объявленной с модификатором thread_local (1)) в новом потоке. Затем вызывающий поток дожидается готовности будущего результата, ассоциированного с обещанием, и сохраняет этот результат в переменной-члене flag (5). Отметим, что лямбда-функция исполняется в новом потоке и хранит висячую ссылку на локальную переменную p, но ничего страшного в этом нет, так как конструктор interruptible_thread ждет, пока на p не останется ссылок в новом потоке, и только потом возвращает управление. Еще отметим, что эта реализация не обрабатывает присоединение или отсоединение потока. Мы сами должны позаботиться об очистке переменной flag в случае выхода или отсоединения потока, чтобы избежать появления висячего указателя.

Теперь написать функцию interrupt() несложно: имея указатель на флаг прерывания, мы знаем, какой поток прерывать, поэтому достаточно просто поднять этот флаг (6). Что делать дальше, решает сам прерываемый поток. О том, как принимается это решение, мы и поговорим ниже.

9.2.2. Обнаружение факта прерывания потока

Итак, мы умеем устанавливать флаг прерывания, но толку от него чуть, если поток не проверяет, что его хотят прервать. В простейшем случае это можно сделать с помощью функции interruption_point(), которую можно вызывать в точке, где прерывание безопасно. Если флаг прерывания установлен, то эта функция возбуждает исключение thread_interrupted:

void interruption_point() {

 if (this_thread_interrupt_flag.is_set()) {

  throw thread_interrupted();

 }

}

Обращаться к этой функции можно там, где нам удобно:

void fоо() {

 while (!done) {

  interruption_point();

  process_next_item();

 }

}

Такое решение работает, но оно не идеально. Лучше всего прерывать поток тогда, когда он блокирован в ожидании чего-либо, но именно в этот момент поток как раз и не работает, а, значит, не может вызвать interruption_point()! Нам требуется какой-то механизм прерываемого ожидания.

9.2.3. Прерывание ожидания условной переменной

Итак, мы можем обнаруживать прерывание в подходящих местах программы с помощью обращений к функции interruption_point(), но это ничем не помогает в случае, когда поток блокирован в ожидании какого-то события, например сигнала условной переменной. Нам необходима еще одна функция, interruptible_wait(), которую можно будет перегрузить для различных ожидаемых событий, и нужно придумать, как вообще прерывать ожидание. Я уже говорил, что среди прочего ожидать можно сигнала условной переменной, поэтому с нее и начнем. Что необходимо для того, чтобы можно было прервать поток, ожидающий условную переменную? Проще всего было бы известить условную переменную в момент установки флага и поставить точку прерывания сразу после ожидания. Но в этом случае придётся разбудить все потоки, ждущие эту условную переменную, хотя заинтересован в этом только прерываемый поток. Впрочем, потоки, ждущие условную переменную, в любом случае должны обрабатывать ложные пробуждения, а отличить посланный нами сигнал от любого другого они не могут, так что ничего страшного не случится. В структуре interrupt_flag нужно будет сохранить указатель на условную переменную, чтобы при вызове set() ей можно было послать сигнал. В следующем листинге показана возможная реализация функции interruptible_wait() для условных переменных.

Листинг 9.10. Неправильная реализация interruptible_wait() для std::condition_variable