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使用Thrust库实现异步操作与回调函数

在Thrust库中，你可以通过CUDA流(stream)来实现异步操作，并在适当的位置插入回调函数。以下是如何实现的详细说明：

基本异步操作

Thrust本身并不直接暴露CUDA流接口，但你可以通过以下方式使用流：

#include <thrust/device_vector.h>
#include <thrust/transform.h>
#include <cuda_runtime.h>// 定义一个简单的仿函数
struct saxpy_functor {float a;saxpy_functor(float _a) : a(_a) {}__host__ __device__float operator()(float x, float y) const {return a * x + y;}
};void async_thrust_operations() {// 创建CUDA流cudaStream_t stream;cudaStreamCreate(&stream);// 分配设备向量thrust::device_vector<float> X(10000, 1.0f);thrust::device_vector<float> Y(10000, 2.0f);thrust::device_vector<float> Z(10000);// 使用thrust::cuda::par.on(stream)指定执行流thrust::transform(thrust::cuda::par.on(stream),X.begin(), X.end(),Y.begin(), Z.begin(),saxpy_functor(2.0f));// 其他操作可以继续在这里执行，因为上面的transform是异步的// 等待流完成cudaStreamSynchronize(stream);// 销毁流cudaStreamDestroy(stream);
}

插入回调函数

要在CUDA流中插入回调函数，你可以使用cudaStreamAddCallback：

#include <iostream>// 回调函数
void CUDART_CB myCallback(cudaStream_t stream, cudaError_t status, void* userData) {std::cout << "CUDA callback executed!" << std::endl;// 可以在这里处理userData
}void async_with_callback() {cudaStream_t stream;cudaStreamCreate(&stream);thrust::device_vector<float> vec(1000);thrust::fill(thrust::cuda::par.on(stream), vec.begin(), vec.end(), 42.0f);// 插入回调函数cudaStreamAddCallback(stream, myCallback, nullptr, 0);// 其他操作...cudaStreamSynchronize(stream);cudaStreamDestroy(stream);
}

更复杂的回调示例

下面是一个更完整的示例，展示了如何传递数据给回调函数：

struct CallbackData {int value;float* d_ptr;
};void CUDART_CB complexCallback(cudaStream_t stream, cudaError_t status, void* userData) {CallbackData* data = static_cast<CallbackData*>(userData);std::cout << "Callback received value: " << data->value << std::endl;// 可以在这里处理设备指针data->d_ptr// 注意：回调函数在主机端执行，不能直接访问设备内存delete data; // 清理分配的内存
}void advanced_async_example() {cudaStream_t stream;cudaStreamCreate(&stream);thrust::device_vector<float> vec(1000);// 准备回调数据CallbackData* cbData = new CallbackData{42, thrust::raw_pointer_cast(vec.data())};// 异步操作thrust::sequence(thrust::cuda::par.on(stream), vec.begin(), vec.end());// 添加回调cudaStreamAddCallback(stream, complexCallback, cbData, 0);// 其他操作可以继续在这里执行cudaStreamSynchronize(stream);cudaStreamDestroy(stream);
}

注意事项

1. 回调函数在主机线程上执行，不是在GPU上执行
2. 回调函数中不能调用任何可能阻塞或等待CUDA完成的函数
3. 回调函数应该尽快完成，避免阻塞后续的操作
4. 传递给回调函数的数据需要手动管理生命周期
5. Thrust的并行算法默认使用默认流(stream 0)，要使用异步必须显式指定流

通过这种方式，你可以在Thrust操作中实现异步执行并在适当的时候插入回调函数来处理完成事件。