TBB同线程任务切换下enumerable_thread_specific有效性及解决方案咨询

问题核心结论 #

你所担心的「同一线程上任务A中途暂停切换到任务B」的场景，在你当前描述的代码前提下不会发生。
TBB采用协作式任务调度机制，而非操作系统级别的抢占式调度：只有当任务内部主动触发调度点（包括嵌套调用TBB并行算法、调用tbb::yield、等待任务组完成、调用TBB同步原语等）时，线程才会暂停当前任务，窃取执行其他就绪任务。你已经明确BFS逻辑中没有其他parallel_for调用，也没有其他调度触发操作，因此每个任务都会在分配到的线程上完整执行完毕，再执行下一个任务，共享同一份TLS本身不会出现执行过程中的数据冲突。

注意：哪怕不存在任务切换问题，你当前的代码也需要在拿到traversedVisited之后先调用clear()清空上一个同线程任务留下的残留数据，否则BFS逻辑会引入脏数据错误。

存在调度点场景的解决方案 #

如果后续代码迭代需要在任务逻辑中加入调度点，可根据场景选择以下方案解决TLS污染问题：

• 方案1：改用任务内局部变量
  直接把遍历用的std::set<int>定义在parallel_for的lambda内部，每个任务独享一份实例，完全不存在共享冲突。优点是实现最简单，逻辑无歧义；缺点是如果任务数量非常多，会产生大量set初始化、销毁的开销，适合任务量级不大的场景。
  代码示例：

  tbb::parallel_for(0, n, [&] (int i) {
    std::set<int> traversedVisited;
    // 执行BFS操作
  });
  

• 方案2：搭配task_isolation保证TLS安全
  如果需要保留TLS复用内存的优势，避免频繁创建销毁set的开销，可以用TBB的任务隔离机制把任务执行逻辑包裹起来，哪怕内部有调度点，也会保证当前任务执行完成前，线程不会执行其他无关任务，TLS的数据不会被其他任务污染。
  代码示例：

  tbb::enumerable_thread_specific<std::set<int>> tls;
  tbb::parallel_for(0, n, [&] (int i) {
    tbb::this_task_arena::isolate([&] {
      auto &traversedVisited = tls.local();
      traversedVisited.clear();
      // 使用traversedVisited执行BFS操作
    });
  });
  

• 方案3：使用对象池复用实例
  如果既需要复用实例降低开销，又不想受隔离机制的限制，可以实现一个轻量的set对象池，每个任务执行时从池中取一个清空的set实例，用完后归还到池即可，仅需要在池的取/还操作加轻量锁，开销远低于每次新建set。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user3677630