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D编程 - 并发(Concurrency)

并发性使程序一次在多个线程上运行。 并发程序的一个示例是Web服务器同时响应许多客户端。 通过消息传递并发很容易，但如果它们基于数据共享则很难编写。

在线程之间传递的数据称为消息。 消息可以由任何类型和任何数量的变量组成。 每个线程都有一个id，用于指定消息的收件人。 任何启动另一个线程的线程都称为新线程的所有者。

在D中启动线程

函数spawn（）接受一个指针作为参数，并从该函数启动一个新线程。 由该函数执行的任何操作，包括它可能调用的其他函数，都将在新线程上执行。 所有者和工人都开始分开执行，就好像他们是独立的程序一样。

例子 (Example)

import std.stdio; 
import std.stdio; 
import std.concurrency; 
import core.thread;
void worker(int a) { 
   foreach (i; 0 .. 4) { 
      Thread.sleep(1); 
      writeln("Worker Thread ",a + i); 
   } 
}
void main() { 
   foreach (i; 1 .. 4) { 
      Thread.sleep(2); 
      writeln("Main Thread ",i); 
      spawn(≈worker, i * 5); 
   }
   writeln("main is done.");  
}

编译并执行上述代码时，它会读取上一节中创建的文件并生成以下结果 -

Main Thread 1 
Worker Thread 5 
Main Thread 2 
Worker Thread 6 
Worker Thread 10 
Main Thread 3 
main is done. 
Worker Thread 7 
Worker Thread 11 
Worker Thread 15 
Worker Thread 8 
Worker Thread 12 
Worker Thread 16 
Worker Thread 13
Worker Thread 17 
Worker Thread 18

D中的线程标识符

在模块级别全局可用的thisTid变量始终是当前线程的id。 你也可以在调用spawn时收到threadId。 一个例子如下所示。

例子 (Example)

import std.stdio; 
import std.concurrency;  
void printTid(string tag) { 
   writefln("%s: %s, address: %s", tag, thisTid, &thisTid); 
} 
void worker() { 
   printTid("Worker"); 
}
void main() { 
   Tid myWorker = spawn(&worker); 
   printTid("Owner "); 
   writeln(myWorker); 
}

编译并执行上述代码时，它会读取上一节中创建的文件并生成以下结果 -

Owner : Tid(std.concurrency.MessageBox), address: 10C71A59C 
Worker: Tid(std.concurrency.MessageBox), address: 10C71A59C 
Tid(std.concurrency.MessageBox)

消息在D中传递

函数send（）发送消息，函数receiveOnly（）等待特定类型的消息。 还有其他名为prioritySend（），receive（）和receiveTimeout（）的函数，稍后将对其进行说明。

以下程序中的所有者向其worker发送一个int类型的消息，并等待来自double类型的worker的消息。 线程继续来回发送消息，直到所有者发送负int。 一个例子如下所示。

例子 (Example)

import std.stdio; 
import std.concurrency; 
import core.thread; 
import std.conv;  
void workerFunc(Tid tid) { 
   int value = 0;  
   while (value >= 0) { 
      value = receiveOnly!int(); 
      auto result = to!double(value) * 5; tid.send(result);
   }
} 
void main() { 
   Tid worker = spawn(&workerFunc,thisTid); 
   foreach (value; 5 .. 10) { 
      worker.send(value); 
      auto result = receiveOnly!double(); 
      writefln("sent: %s, received: %s", value, result); 
   }
   worker.send(-1); 
} 

编译并执行上述代码时，它会读取上一节中创建的文件并生成以下结果 -

sent: 5, received: 25 
sent: 6, received: 30 
sent: 7, received: 35 
sent: 8, received: 40 
sent: 9, received: 45 

消息在D中等待

下面显示了使用wait传递消息的简单示例。

import std.stdio; 
import std.concurrency; 
import core.thread; 
import std.conv; 
void workerFunc(Tid tid) { 
   Thread.sleep(dur!("msecs")( 500 ),); 
   tid.send("hello"); 
}
void main() { 
   spawn(&workerFunc,thisTid);  
   writeln("Waiting for a message");  
   bool received = false;
   while (!received) { 
      received = receiveTimeout(dur!("msecs")( 100 ), (string message) { 
         writeln("received: ", message); 
      });
      if (!received) { 
         writeln("... no message yet"); 
      }
   } 
}

编译并执行上述代码时，它会读取上一节中创建的文件并生成以下结果 -

Waiting for a message 
... no message yet 
... no message yet 
... no message yet 
... no message yet 
received: hello