D 编程 - 并发

并发是指程序在同一时间内运行多个线程。一个并发程序的例子是 Web 服务器同时响应多个客户端。并发使用消息传递很容易实现，但如果基于数据共享则非常难以编写。

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意数量的变量组成。每个线程都有一个 ID，用于指定消息的接收者。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() 以指针作为参数，并从该函数开始一个新线程。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。所有者和工作线程都分别开始执行，就像它们是独立的程序一样。

示例

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.");  
}

当以上代码编译并执行时，它读取上一节中创建的文件并产生以下结果：

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。您也可以在调用 spawn 时接收线程 ID。下面显示了一个示例。

示例

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); 
}

当以上代码编译并执行时，它读取上一节中创建的文件并产生以下结果：

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

D 中的消息传递

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，稍后将解释。

在下面的程序中，所有者向其工作线程发送一个 int 类型的消息，并等待来自工作线程的一个 double 类型的消息。线程继续来回发送消息，直到所有者发送一个负数的 int。下面显示了一个示例。

示例

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); 
} 

当以上代码编译并执行时，它读取上一节中创建的文件并产生以下结果：

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

D 中带等待的消息传递

下面显示了一个带等待的消息传递的简单示例。

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"); 
      }
   } 
}

当以上代码编译并执行时，它读取上一节中创建的文件并产生以下结果：

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