为什么当 std::thread 用于多线程时，特征矩阵计算返回零？

如何解决为什么当 std::thread 用于多线程时，特征矩阵计算返回零？

我正在尝试实现多线程以将某些 CPU 密集型操作分配给不同的线程。然而，当使用多线程时，任何 Eigen 声明总是返回零。以下是演示此问题的示例代码

#include "../Eigen/Core"
#include "../Eigen/LU"
#include "../Eigen/Sparse"
#include "../Eigen/StdVector"
#include <iostream>

#include <thread>
#include <mutex>

using namespace std;
using namespace Eigen;


void Multiply_3x3 (MatrixXd& matrix1,MatrixXd& matrix2,MatrixXd& results);

int main()
{

  MatrixXd a(3,3);
  MatrixXd b(3,3);
  MatrixXd c(3,3);

  a<<2,4,3,1,5,7,2,3;
  b<<2,3;
  
  //Multiply_3x3(a,b,c);
  std::thread thread_multi(Multiply_3x3,a,c);
  thread_multi.join();

  cout << " *** In Main Program ***" << endl;
  cout <<c(0,0)<<","<< c(0,1)<<",1)<<endl;
  cout<<c(1,"<<c(1,1)<<endl;
  cout<<c(2,"<<c(2,1)<<endl;


}

void Multiply_3x3 (MatrixXd& matrix1,MatrixXd& results)
{
  results = matrix1 * matrix2;

  cout << " *** In Multiply_3x3 ***" << endl;
  cout<<results(0,"<<results(0,1)<<endl;
  cout<<results(1,"<<results(1,1)<<endl;
  cout<<results(2,"<<results(2,1)<<endl<<endl<<endl;  
}

这次运行的输出是

 *** In Multiply_3x3 ***
8,34,34
7,43,43
2,16,16


 *** In Main Program ***
1.69122e-306,1.95819e-306,1.95819e-306
9.34612e-307,6.23037e-307,6.23037e-307
9.34602e-307,6.2304e-307,6.2304e-307

如输出所示，函数 Multiply_3x3 中的结果是正确的。但是返回的值为零。如果我不使用 std:thread 并按照推荐部分 (//Multiply_3x3(a,c);) 中所示调用函数，则调用函数中的结果是正确的。想知道是否有人可以指出我在这里遗漏了什么。

解决方法

在构造 std::ref 时，您必须将 a 应用于所有矩阵 b、c 和 thread。如果没有这个，std::thread 会复制传递的参数并对它们进行操作，更改 c 矩阵的副本而不是 c 中定义的原始 main 矩阵。

  std::thread thread_multi(Multiply_3x3,std::ref(a),std::ref(b),std::ref(c));
  thread_multi.join();

Demo

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请注意，如果没有 std::ref，您的代码无法在 G++ 上编译，您似乎正在使用具有一些扩展（默认启用）的 Microsoft Visual - 例如，将临时对象绑定到 lvalue 参考。这就是编译您的代码的原因。您可以通过将 /Za 添加到编译器的标志来关闭此功能。

,

不完全确定你是如何编译和工作的。我无法在 MSVC 上编译它。

但是，请记住，std::thread 的构造函数并不关心传入参数的类型。它只是将参数复制到内部存储（可由新创建的线程访问）并传入作为可调用对象的临时对象（右值）。

例如

void foo(std::string& s);
std::thread t1(foo,"hello");
std::string arg("hello");
std::thread t2(foo,arg);

将无法工作，因为不可能从临时对象构造非常量引用。

但是

void foo(const std::string& s);
std::thread t1(foo,arg);

没问题，因为该函数接受一个 const 引用。

所以你只需要用 std::ref 包装需要引用的参数，这样函数就不会得到临时副本。然后它将编译并正常工作。