c++ - std::generate_n 的并行执行可变 lambda 生成器

Question

当使用在其捕获中具有初始化程序的可变 lambda 对 std::generate_n 使用并行执行时，并行访问初始化值是否线程安全？

[MCVE]

#include<vector>
#include <algorithm>
#include <execution>

int main()
{
  std::vector<int> v(1000);
  std::generate_n(std::execution::par, v.data(), v.size(), [i = 0]() mutable { return i++; });

  return 0;
}

访问捕获的 i 是线程安全的吗？

Answer 1

首先我们来看一下generate_n的签名:

template< class ExecutionPolicy, class ForwardIt , class Size, class Generator >
ForwardIt generate_n(ExecutionPolicy&& policy, ForwardIt first, Size count, Generator g);

重要的是最后一个参数(它是您的 lambda)是按值传递的。此外，您不知道它是如何在实现中内部传递的，因此您的 lambda 可能有一些拷贝，并且每个拷贝都有自己的计数器。我想这不是本意。

有几个选项可以在实例之间共享计数器:

1. 在 lambda 上使用 std::ref:

   const auto func = [i = std::atomic<int>()]() mutable -> int {  
   return i++; };
   std::vector<int> v(1000);
   std::generate_n(std::execution::par, v.data(), v.size(), std::ref(func));
   

2. 仿函数实例之间的共享计数器:

   std::atomic<int> i = 0;
   std::vector<int> v(1000);
   std::generate_n(std::execution::par, v.data(), v.size(), [&i]() -> int { return i++; });
   

请注意，在这两种情况下我都使用了 std::atomic，因为您需要自己处理同步。