C++ 将结果从多个线程返回到数组中

C++ Returning results from several threads into an array

本文关键字：返回 数组 线程 结果 C++      更新时间：2023-10-16

>我有一个模式匹配程序，它将一个字符串作为输入，并返回一个与字典紧密匹配的字符串。由于该算法需要几秒钟才能运行一个匹配查询，因此我尝试使用多线程来运行批处理查询。

我首先读取一个包含查询列表的文件，然后为每个查询调度一个新线程来执行匹配算法，使用 pthread_join 将结果返回到数组中。

但是，我得到了一些不一致的结果。例如，如果我的查询文件包含术语"红色、绿色、蓝色"，则可能会收到"红色、绿色、绿色"作为结果。另一次运行可能会生成正确的"红色、绿色、蓝色"结果。它似乎有时会在数组中写入结果，但是为什么会发生这种情况，因为数组值是根据线程 id 设置的？

Dictionary dict;  // global, which performs the matching algorithm
void *match_worker(void *arg) {
    char* temp = (char *)arg;
    string strTemp(temp);
    string result = dict.match(strTemp);
    return (void *)(result.c_str());
}
void run(const string& queryFilename) {
    // read in query file
    vector<string> queries;
    ifstream inquery(queryFilename.c_str());
    string line;
    while (getline(inquery, line)) {
        queries.push_back(line);
    }
    inquery.close();
    pthread_t threads[queries.size()];
    void *results[queries.size()];
    int rc;
    size_t i;
    for (i = 0; i < queries.size(); i++) {
        rc = pthread_create(&threads[i], NULL, match_worker, (void *)(queries[i].c_str()));
        if (rc) {
            cout << "Failed pthread_create" << endl;
            exit(1);
        }
    }
    for (i = 0; i < queries.size(); i++) {
        rc = pthread_join(threads[i], &results[i]);
        if (rc) {
            cout << "Failed pthread_join" << endl;
            exit(1);
        }
    }
    for (i = 0; i < queries.size(); i++) {
        cout << (char *)results[i] << endl;
    }
}
int main(int argc, char* argv[]) {
    string queryFilename = arg[1];
    dict.init();
    run(queryFilename);
    return 0;
}

编辑：按照Zac的建议，我修改了线程以明确地将结果放在堆上：

void *match_worker(void *arg) {
    char* temp = (char *)arg;
    string strTemp(temp);
    int numResults = 1;
    cout << "perform match for " << strTemp << endl;
    string result = dict.match(strTemp, numResults);
    string* tmpResult = new string(result);
    return (void *)((*tmpResult).c_str());
}

虽然，在这种情况下，我会把删除调用放在哪里？如果我尝试将以下内容放在 run(( 函数的末尾，它会给出无效的指针错误。

for (i = 0; i < queries.size(); i++) {
    delete (char*)results[i];
}

如果不调试它，我的猜测是它与以下内容有关：

void *match_worker(void *arg) 
{
    char* temp = (char *)arg;
    string strTemp(temp);
    string result = dict.match(strTemp); // create an automatic
    return (void *)(result.c_str()); // return the automatic ... but it gets destructed right after this!
}

因此，当下一个线程运行时，它会写入您指向的同一内存位置(偶然(，并且您插入相同的值两次(而不是写入它(。

您应该将结果放在堆上，以确保在线程退出和将其存储在主线程中之间它不会被销毁。

通过您的编辑，您试图将事情混淆得有点太多。 我已经在下面修复了它：

void *match_worker(void *arg) 
{
    char* temp = (char *)arg;
    string strTemp(temp);
    int numResults = 1;
    cout << "perform match for " << strTemp << endl;
    string result = dict.match(strTemp, numResults);
    string* tmpResult = new string(result);
    return (void *)(tmpResult); // just return the pointer to the std::string object
}

将results声明为 

// this shouldn't compile
//void* results[queries.size()]; 
std::string** results = new std::string[queries.size()];
for (int i = 0; i < queries.size(); ++i)
{
    results[i] = NULL; // initialize pointers in the array
}

清理内存时：

for (i = 0; i < queries.size(); i++) 
{
    delete results[i];
}
delete [] results; // delete the results array

也就是说，如果您使用 C++11 线程模板而不是混合使用 C pthread 库和C++，您将更容易。

该问题是由局部变量result的生存期和成员函数返回的数据引起的 result.c_str() 。通过将 C 与 C++ 混合，可以使此任务变得不必要。请考虑使用 C++11 及其线程库。它使任务变得更加容易：

std::string match_worker(const std::string& query);
void run(const std::vector<std::string>& queries)
{
    std::vector<std::future<std::string>> results;
    results.reserve(queries.size());
    for (auto& query : queries)
        results.emplace_back(
            std::async(std::launch::async, match_worker, query));
    for (auto& result : results)
        std::cout << result.get() << 'n';
}
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