TBB之Exceptions and Cancellation

Intel TBB支持exceptions和cacellation。當Intel TBB算法裏的代碼拋出exception時，會發生下面的事情：

• exception被捕獲，在算法裏更遠的exceptions被忽略。
• 算法被取消，未實現的迭代不被執行，如果內部嵌套Intel TBB的並行程序，它會被取消。
• 一旦算法所有部分停止，那麼調用這個算法的線程會拋出一個exception。

#include "tbb/tbb.h"
#include <vector>
#include <iostream>

using namespace tbb;
using namespace std;

vector<int> Data;

struct Update {
    void operator()( const blocked_range<int>& r ) const {
        for( int i=r.begin(); i!=r.end(); ++i )
            Data.at(i) += 1;
    }
};

int main() {
    Data.resize(1000);
    try {
        parallel_for( blocked_range<int>(0, 2000), Update());
    } catch( captured_exception& ex ) {
        cout << "captured_exception: " << ex.what() << endl;
    } catch( out_of_range& ex ) {
        cout << "out_of_range: " << ex.what() << endl;
    }
    return 0;
}

parallel_for嘗試迭代vector的2000個元素，但是裏面只有1000個元素，因此在執行這個算法期間，表達式Data.at(i)拋出一個std::out_of_range，當exception發生時，算法取消並且在調用parallel_for時拋出一個exception。

Cancellation Without An Exception

爲了取消算法，但是不拋出異常，使用表達式task::self().cancel_group_execution()。task::self參考Intel TBB task，調用cancel_group_execution()取消task_group_context裏所有的任務，下一部將詳細解釋，如果它確實引起cancellation，那麼方法返回true，如果task_group_context已經取消了，它返回false。

下面的例子展示怎樣使用task::self().cancel_group_execution():

#include "tbb/tbb.h"
#include <vector>
#include <iostream>

using namespace tbb;
using namespace std;

vector<int> Data;

struct Update {
    void operator()( const blocked_range<int>& r ) const {
        for( int i=r.begin(); i!=r.end(); ++i )
            if( i<Data.size() ) {
                ++Data[i];
            } else {
                // Cancel related tasks.
                if( task::self().cancel_group_execution() )
                    cout << "Index " << i << " caused cancellation\n";
                return;
            }
    }
};
int main() {
    Data.resize(1000);
    parallel_for( blocked_range<int>(0, 2000), Update());
    return 0;
}

Cancellation and Nested Parallelism

目前討論的都是假設沒有內部嵌套parallelism的情況，跳過task_group_context的細節，這部分介紹這2點。

Intel TBB算法通過創建一系列的task對象來執行的，默認情況下，這些task和task_group_context關聯，且task_group_context由算法創建，取消一個task_group_context相當於取消所有子task_group_context對象。

exceptions向前傳播，cancellation向後傳播。例如，考慮下圖的樹狀圖，設想每個節點表示一個算法和一個task_group_context。

假設C節點上的算法拋出exception並且沒有節點捕獲這個exception，Intel TBB向前傳播exception，向下取消相關子樹的exception，如下：

如果你的代碼在任何級別上捕獲這個exception，那麼Intel TBB不會向更遠的方向傳播。例如，一個exception不會逃離出一個parallel_for，那麼parallel_for不會引起其他迭代的cancellation。

爲了阻止向下傳播cancellation，在stack上構造一個”isolated”task_group_context，並且顯示的傳遞給這個算法，如下：

#include "tbb/tbb.h"

bool Data[1000][1000];

int main() {
    try {
        parallel_for( 0, 1000, 1,
            []( int i ) {
                task_group_context root(task_group_context::isolated);
                parallel_for( 0, 1000, 1,
                    []( int j ) {
                    Data[i][j] = true;
                },
                root);
            throw "oops";
        });
    } catch(...) {
    }
    return 0;
}

這個例子執行2個parallel循環，外部的循環在i上進行，內部的循環在j上進行，isolated的task_group_context root創建保護內部循環免受cacellation的干擾，當exception傳播到外部循環，任何未使用的迭代會取消，但是內部循環不會取消，因此當程序結束時，Data每一行可能是不同的，但是在同一行裏，元素會是全部的false或者true，而不是一個混合。