cpp multithreading - pjy0121/Wiki GitHub Wiki

① std::thread 사용 ② std::jthread 사용 ③ std::async 사용

: 기본 thread 객체. 반드시 detach나 join을 호출해야 함

• thread 객체 소멸 시 joinable한 상태(detach 또는 join하지 않은 상태)라면 std::terminate()가 호출되어 프로그램이 강제 종료됨

: 중단 가능하며 join할 필요가 없는 thread 객체

std::thread를 쓸 때 매 번 join을 해야 하므로, thread 객체를 멤버로 가지고 있는 class를 만들고 소멸자에서 join하도록 하는 방식이 많이 쓰였던 것으로 보임

ex)

#include <iostream>
#include <thread>

class ThreadRAII {
public:
    template<typename F, typename ... ARGS>
    explicit ThreadRAII(F&& f, ARGS&&... args) : t(std::forward<F>(f), std::forward<ARGS>(args)...) {}

    ~ThreadRAII() {
        if (t.joinable())
            t.join();
    }
    std::thread& get() { return t; }
private:
    std::thread t;
};

void func(int n) {
    std::cout << "n : " << n << std::endl;
}

int main(void) {
    ThreadRAII t(func, 1);
    return 0;
}

하지만 C++20부터는 소멸자에서 join을 호출해주는 std::jthread를 지원함

ex)

int main(void) {
    std::jthread t(func, 1);
    return 0;
}

또한 jthread는 Cooperatively Interruptible(협력적으로 중단 가능)하다는 특성을 가지기 때문에, 실행할 함수의 인자로 std::stop_token type을 받도록 하면 중단 가능한 thread를 만들 수 있음. 다만 다른 thread에서 아무 때나 요청한다고 중단되지는 않고, 중단 지점을 미리 지정해놔야 함

ex)

[TODO] request_stop()과 stop_requested()를 사용하는 예시

: 비동기 thread 생성 함수

• caller가 callee의 결과가 나올 때까지 기다리는 동기 방식은 단순하지만 callee의 작업과 caller의 남은 작업 사이 연관 관계가 없더라도 caller가 기다려야 하므로 비효율적일 수 있음 => 네트워크, 파일 I/O, DB query, 오래 걸리는 연산, 여러 독립적 작업의 동시 처리 등에서 비동기 방식의 처리가 많이 사용됨
• 내부적으로 thread를 만들어 지정한 함수를 실행하고 future를 반환함
• 기본적으로 thread pool을 사용하므로 효율적임
• launch option을 통해 thread의 실행 시점을 지정할 수 있음

launch option

• std::launch::async : 새로운 thread를 생성하여 함수를 즉시 실행
• std::launch::deferred : 함수를 즉시 실행하지 않고, get()이나 wait()이 호출될 때(결과가 필요한 순간)까지 지연시킴
• std::launch::async | std::launch::deferred : 실행 환경에 따라 둘 중 하나를 선택하여 실행 (기본값)

[TODO] launch option을 사용한 async 예시

async 함수에서 return되는 future의 소멸자에서는 get 함수가 호출되므로 다음을 주의해야 함

• return값을 받았지만 get()을 호출하지 않은 경우 함수에서 return된 future 객체가 복사되어 변수에 저장된 후 caller 함수가 끝날 때 소멸되므로 caller 함수가 종료되지 않고 thread의 종료를 기다림

int add(int a, int b) {
    cout << "start add " << endl;
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(3));
    cout << "end add" << endl;
    return a + b;
}

int main() {
    cout << "start main" << endl;
    future<int> ft = async(add, 10, 20);
    cout << "end main" << endl;
    return 0;
}

[출력]

start main end main start add end add

• return값을 받지 않고 호출한 경우 future가 임시 객체로 생성되어, 함수를 호출한 지점에서 다음 코드로 넘어가지 않고 thread의 종료를 기다림. 이런 부분이 있을 경우 보통 컴파일러가 warning을 내줌

int main() {
    cout << "start main" << endl;
    future<int> ft = async(add, 10, 20);
    cout << "end main" << endl;
    return 0;
}

[출력]

start main start add end add end main