pdf文档 Design patterns for error handling in C++ programs using parallel algorithms and executors

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摘要
文档探讨了在C++并行算法和异步任务中处理错误的难题,并提出了借鉴MPI开发的设计模式。这些模式包括将异常转化为值、减少错误信息、避免因同步导致的死锁以及利用带外通信报告错误。C++的并行算法和异步任务在错误处理上存在挑战,例如并行算法中的异常会导致程序终止,而异步任务中的未捕获异常会被捕获并在等待结果时抛出。新兴的执行器和异步算法提供了处理祖先任务未捕获异常的分离路径,并支持多任务的依赖关系。
AI总结
## 《Design patterns for error handling in C++ programs using parallel algorithms and executors》 ### 总结 随着C++并行算法和异步任务的普及,错误处理变得更加复杂和困难。文档探讨了在并行编程中错误处理的挑战,并提出了一些设计模式和解决方案,特别是借鉴自Message Passing Interface (MPI)的经验。 #### 错误处理挑战 1. **并行算法中的错误处理**: - C++17的并行算法(如`for_each`, `reduce`, `transform`, `sort`等)允许改变执行顺序,可能导致异常处理复杂化。 -_executionPolicy_可能导致执行顺序变化,循环体中抛出的异常可能触发`terminate()`,导致程序终止。 - 异步任务(C++11 `async`)中的未捕获异常会被捕获,等待结果时会引发传播的异常。 - 新的执行器(P0443)和异步算法(P1897)提供了更灵活的错误处理路径,例如`when_all`用于表达对多个任务的依赖,如果多个父任务抛出异常,`when_all`会捕获其中一个异常。 2. **MPI与错误处理**: - MPI在设计时优化了性能,但牺牲了部分错误处理能力。 - MPI中的错误处理机制(如`MPI_Abort`)可以终止所有进程,但未捕获的异常可能导致死锁。 #### 解决方案与设计模式 1. **错误处理设计模式**: - 将异常转化为值,减少错误信息的传播。 - 避免由于同步而导致的死锁。 - 使用带外通信(Out-of-band communication)来报告错误。 2. **避免死锁**: - 谨慎处理错误,避免因同步而导致的死锁。 - 使用合适的通信机制,确保错误信息的及时传播和处理。 3. **正确处理错误**: - 错误处理需要与并行性能要求相结合,确保在可靠性和性能之间找到平衡。 #### 其它要点 - **历史背景**:并行计算历史上(如ILLIAC IV)已经表明,错误处理在并行程序中尤为重要。 - **Stellar Science**:感谢Stellar Science的支持,并提及其在并行算法和错误处理方面的贡献。 - **招聘信息**:文档中提到Stellar Science正在招聘现代C++软件工程师。 #### 核心观点 并行编程确实会使错误处理更加复杂,但通过设计模式(如MPI中的经验)和合理的错误处理策略,可以有效应对这些挑战。错误处理不仅需要关注错误本身,还需要考虑性能和线程安全等因素。
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