Como: criar uma tarefa que seja concluída após um atraso

  • Artigo

Este exemplo mostra como usar as classes concurrency::task, concurrency::cancellation_token_source, concurrency::cancellation_token, concurrency::task_completion_event, concurrency::timer e concurrency::call para criar uma tarefa que é concluída após um atraso. Você pode usar esse método para compilar os loop que, ocasionalmente, sondam dados. Você também pode introduzir tempos limites, atrasam manipulação de entrada de usuário por um período predefinido etc.

Exemplo: funções complete_after e cancel_after_timeout

O exemplo a seguir mostra as funções complete_after e cancel_after_timeout. A função complete_after cria um objeto task que é concluído após o atraso especificado. Ela usa um objeto timer e um objeto call para definir um objeto task_completion_event após o atraso especificado. Usando a classe task_completion_event, você pode definir uma tarefa que é concluída após um thread ou outra tarefa sinalizar que um valor está disponível. Quando o evento é definido, as tarefas do ouvinte são concluídas e suas continuações são agendadas para execução.

Dica

Para mais informações sobre as classes timer e call, que fazem parte da Biblioteca de Agentes Assíncronos, confira Blocos de Mensagens Assíncronas.

A função cancel_after_timeout se baseia na função complete_after para cancelar uma tarefa se essa tarefa não é concluída antes de um determinado tempo limite. A função cancel_after_timeout cria duas tarefas. A primeira tarefa indica êxito e é concluída após a conclusão da tarefa fornecida. A segunda tarefa indica a falha e é concluída após o tempo limite especificado. A função cancel_after_timeout cria uma tarefa de continuação que é executada quando a tarefa de êxito ou falha é concluída. Se a tarefa de falha for concluída primeiro, a continuação cancelará a origem do token para cancelar a tarefa geral.

// Creates a task that completes after the specified delay.
task<void> complete_after(unsigned int timeout)
{
    // A task completion event that is set when a timer fires.
    task_completion_event<void> tce;

    // Create a non-repeating timer.
    auto fire_once = new timer<int>(timeout, 0, nullptr, false);
    // Create a call object that sets the completion event after the timer fires.
    auto callback = new call<int>([tce](int)
    {
        tce.set();
    });

    // Connect the timer to the callback and start the timer.
    fire_once->link_target(callback);
    fire_once->start();

    // Create a task that completes after the completion event is set.
    task<void> event_set(tce);

    // Create a continuation task that cleans up resources and
    // and return that continuation task.
    return event_set.then([callback, fire_once]()
    {
        delete callback;
        delete fire_once;
    });
}

// Cancels the provided task after the specifed delay, if the task
// did not complete.
template<typename T>
task<T> cancel_after_timeout(task<T> t, cancellation_token_source cts, unsigned int timeout)
{
    // Create a task that returns true after the specified task completes.
    task<bool> success_task = t.then([](T)
    {
        return true;
    });
    // Create a task that returns false after the specified timeout.
    task<bool> failure_task = complete_after(timeout).then([]
    {
        return false;
    });

    // Create a continuation task that cancels the overall task 
    // if the timeout task finishes first.
    return (failure_task || success_task).then([t, cts](bool success)
    {
        if(!success)
        {
            // Set the cancellation token. The task that is passed as the
            // t parameter should respond to the cancellation and stop
            // as soon as it can.
            cts.cancel();
        }

        // Return the original task.
        return t;
    });
}

Exemplo: contagem de computação de números primos

O exemplo a seguir calcula a contagem de números primos no intervalo [0, 100000] várias vezes. A operação falhará se ela não for concluída em um determinado limite de tempo. A função count_primes demonstra como usar a função cancel_after_timeout. Ela conta o número de primos no intervalo determinado e falha se a tarefa não é concluída no tempo fornecido. A função wmain chama a função count_primes várias vezes. A cada vez, ela reduz pela metade o limite de tempo. O programa é concluído depois que a operação não é concluída no limite de tempo atual.

// Determines whether the input value is prime.
bool is_prime(int n)
{
    if (n < 2)
        return false;
    for (int i = 2; i < n; ++i)
    {
        if ((n % i) == 0)
            return false;
    }
    return true;
}

// Counts the number of primes in the range [0, max_value].
// The operation fails if it exceeds the specified timeout.
bool count_primes(unsigned int max_value, unsigned int timeout)
{
    cancellation_token_source cts;

    // Create a task that computes the count of prime numbers.
    // The task is canceled after the specified timeout.
    auto t = cancel_after_timeout(task<size_t>([max_value, timeout, cts]
    {
        combinable<size_t> counts;
        parallel_for<unsigned int>(0, max_value + 1, [&counts, cts](unsigned int n) 
        {
            // Respond if the overall task is cancelled by canceling 
            // the current task.
            if (cts.get_token().is_canceled())
            {
                cancel_current_task();
            }
            // NOTE: You can replace the calls to is_canceled
            // and cancel_current_task with a call to interruption_point.
            // interruption_point();

            // Increment the local counter if the value is prime.
            if (is_prime(n))
            {
                counts.local()++;
            }
        });
        // Return the sum of counts across all threads.
        return counts.combine(plus<size_t>());
    }, cts.get_token()), cts, timeout);

    // Print the result.
    try
    {
        auto primes = t.get();
        wcout << L"Found " << primes << L" prime numbers within " 
              << timeout << L" ms." << endl;
        return true;
    }
    catch (const task_canceled&)
    {
        wcout << L"The task timed out." << endl;
        return false;
    }
}

int wmain()
{
    // Compute the count of prime numbers in the range [0, 100000] 
    // until the operation fails.
    // Each time the test succeeds, the time limit is halved.

    unsigned int max = 100000;
    unsigned int timeout = 5000;
    
    bool success = true;
    do
    {
        success = count_primes(max, timeout);
        timeout /= 2;
    } while (success);
}
/* Sample output:
    Found 9592 prime numbers within 5000 ms.
    Found 9592 prime numbers within 2500 ms.
    Found 9592 prime numbers within 1250 ms.
    Found 9592 prime numbers within 625 ms.
    The task timed out.
*/

Quando você usa essa técnica para cancelar tarefas após um atraso, todas as tarefas não iniciadas não são iniciadas depois que a tarefa geral é cancelada. No entanto, é importante que qualquer tarefa de longa duração responda rapidamente ao cancelamento. Para saber mais sobre cancelamento de tarefas, confira Cancelamento no PPL.

Exemplo de código completo

Este é o código completo para este exemplo:

// task-delay.cpp
// compile with: /EHsc
#include <ppl.h>
#include <ppltasks.h>
#include <agents.h>
#include <iostream>

using namespace concurrency;
using namespace std;

// Creates a task that completes after the specified delay.
task<void> complete_after(unsigned int timeout)
{
    // A task completion event that is set when a timer fires.
    task_completion_event<void> tce;

    // Create a non-repeating timer.
    auto fire_once = new timer<int>(timeout, 0, nullptr, false);
    // Create a call object that sets the completion event after the timer fires.
    auto callback = new call<int>([tce](int)
    {
        tce.set();
    });

    // Connect the timer to the callback and start the timer.
    fire_once->link_target(callback);
    fire_once->start();

    // Create a task that completes after the completion event is set.
    task<void> event_set(tce);

    // Create a continuation task that cleans up resources and
    // and return that continuation task.
    return event_set.then([callback, fire_once]()
    {
        delete callback;
        delete fire_once;
    });
}

// Cancels the provided task after the specifed delay, if the task
// did not complete.
template<typename T>
task<T> cancel_after_timeout(task<T> t, cancellation_token_source cts, unsigned int timeout)
{
    // Create a task that returns true after the specified task completes.
    task<bool> success_task = t.then([](T)
    {
        return true;
    });
    // Create a task that returns false after the specified timeout.
    task<bool> failure_task = complete_after(timeout).then([]
    {
        return false;
    });

    // Create a continuation task that cancels the overall task 
    // if the timeout task finishes first.
    return (failure_task || success_task).then([t, cts](bool success)
    {
        if(!success)
        {
            // Set the cancellation token. The task that is passed as the
            // t parameter should respond to the cancellation and stop
            // as soon as it can.
            cts.cancel();
        }

        // Return the original task.
        return t;
    });
}

// Determines whether the input value is prime.
bool is_prime(int n)
{
    if (n < 2)
        return false;
    for (int i = 2; i < n; ++i)
    {
        if ((n % i) == 0)
            return false;
    }
    return true;
}

// Counts the number of primes in the range [0, max_value].
// The operation fails if it exceeds the specified timeout.
bool count_primes(unsigned int max_value, unsigned int timeout)
{
    cancellation_token_source cts;

    // Create a task that computes the count of prime numbers.
    // The task is canceled after the specified timeout.
    auto t = cancel_after_timeout(task<size_t>([max_value, timeout, cts]
    {
        combinable<size_t> counts;
        parallel_for<unsigned int>(0, max_value + 1, [&counts, cts](unsigned int n) 
        {
            // Respond if the overall task is cancelled by canceling 
            // the current task.
            if (cts.get_token().is_canceled())
            {
                cancel_current_task();
            }
            // NOTE: You can replace the calls to is_canceled
            // and cancel_current_task with a call to interruption_point.
            // interruption_point();

            // Increment the local counter if the value is prime.
            if (is_prime(n))
            {
                counts.local()++;
            }
        });
        // Return the sum of counts across all threads.
        return counts.combine(plus<size_t>());
    }, cts.get_token()), cts, timeout);

    // Print the result.
    try
    {
        auto primes = t.get();
        wcout << L"Found " << primes << L" prime numbers within " 
              << timeout << L" ms." << endl;
        return true;
    }
    catch (const task_canceled&)
    {
        wcout << L"The task timed out." << endl;
        return false;
    }
}

int wmain()
{
    // Compute the count of prime numbers in the range [0, 100000] 
    // until the operation fails.
    // Each time the test succeeds, the time limit is halved.

    unsigned int max = 100000;
    unsigned int timeout = 5000;
    
    bool success = true;
    do
    {
        success = count_primes(max, timeout);
        timeout /= 2;
    } while (success);
}
/* Sample output:
    Found 9592 prime numbers within 5000 ms.
    Found 9592 prime numbers within 2500 ms.
    Found 9592 prime numbers within 1250 ms.
    Found 9592 prime numbers within 625 ms.
    The task timed out.
*/

Compilando o código

Para compilar o código, copie-o e cole-o em um projeto do Visual Studio, ou cole-o em um arquivo chamado task-delay.cpp e execute o seguinte comando em uma janela do Prompt de comando do Visual Studio.

cl.exe /EHsc task-delay.cpp

Confira também

Paralelismo de tarefas
Classe task (Runtime de Simultaneidade)
Classe cancellation_token_source
Classe cancellation_token
Classe task_completion_event
Classe timer
Classe call
Blocos de mensagens assíncronos
Cancelamento no PPL