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MFC 多線程浮點數組計算：結果自動保存與錯誤恢復機制

編輯：程式設計疑難解答

需求分析

多線程並行計算浮點數組。
計算結果需自動持久化保存。
發生錯誤時自動恢復並繼續計算（斷點續傳）。

核心架構設計


// 任務單元：代表一個可獨立計算、保存、恢復的工作塊
struct ComputeTask {
    int taskId;                 // 全局唯一 ID
    int startIndex, endIndex;   // 數組切片範圍
    std::vector<double> inputData;  // 輸入數據 (或共享內存指針+偏移)
    std::vector<double> resultData; // 計算結果
    enum Status { PENDING, RUNNING, COMPLETED, FAILED } status;
    int retryCount;
    std::string errorMsg;
    
    // 序列化保存到文件
    void save(const std::string& filename) const;
    // 從文件恢復
    static ComputeTask load(const std::string& filename);
};

持久化策略

方案一：文件系統 (簡單、可靠)

每個 Task 完成後立即寫入獨立文件：task_.bin (二進制) 或 .json。
維護一個進度清單文件 progress.json：記錄所有 Task ID、狀態、文件路徑、時間戳。
啟動時讀取 progress.json，跳過 COMPLETED 任務，重試 FAILED 任務。

方案二：數據庫 (SQLite/Access/PostgreSQL)

表結構：Tasks(id, start_idx, end_idx, status, result_blob, error, created_at, updated_at)。
事務保證原子性：更新狀態 + 寫入結果在同一事務。
適合多進程/分布式擴展，查詢彙總方便。

方案三：內存映射文件

大數組直接 mmap / CreateFileMapping 到文件，計算結果直接寫入映射區。
OS 自動處理頁交換，斷電數據不丟失（需 FlushViewOfFile）。
最高性能，但編程複雜度高。

錯誤恢復機制

// 工作線程主循環
UINT ComputeThread(LPVOID pParam) {
    ComputeManager* mgr = (ComputeManager*)pParam;
    
    while (true) {
        ComputeTask task = mgr->getNextPendingTask(); // 線程安全獲取
        if (task.taskId == -1) break; // 無任務退出
        
        task.status = ComputeTask::RUNNING;
        mgr->updateTaskStatus(task); // 持久化狀態
        
        try {
            // 核心計算邏輯
            task.resultData = computeSlice(task.inputData);
            task.status = ComputeTask::COMPLETED;
        } catch (const std::exception& e) {
            task.status = ComputeTask::FAILED;
            task.errorMsg = e.what();
            task.retryCount++;
            
            if (task.retryCount <= MAX_RETRY) {
                // 重新入隊重試
                mgr->requeueTask(task);
                Sleep(RETRY_DELAY_MS);
                continue;
            }
        }
        
        // 保存結果 (成功或最終失敗)
        task.save(mgr->getTaskFilePath(task.taskId));
        mgr->updateTaskStatus(task);
    }
    return 0;
}

MFC 集成要點

使用 AfxBeginThread 創建工作線程，傳遞管理器指針。
共享數據結構需 CCriticalSection / CMutex 保護。
UI 線程通過 PostMessage(WM_USER_PROGRESS, ...) 更新進度條/列表。
主對話框/視圖類持有 ComputeManager*，析構時發送停止信號、等待線程結束、彙總結果。

斷點續傳完整流程

啟動：讀取 progress.json → 重建任務隊列 → 標記 COMPLETED 任務為跳過，FAILED 重置為 PENDING (重試計數保留)。
運行：線程池消費隊列 → 計算 → 異常捕獲重試 → 保存結果文件 → 更新進度文件。
中斷：收到停止信號 → 線程完成當前 Task 保存 → 更新進度 → 退出。
恢復：重新啟動 → 同步驟 1，無縫銜接。

關鍵代碼片段：進度文件管理

// progress.json 結構
{
  "version": 1,
  "totalTasks": 100,
  "completed": 45,
  "tasks": [
    {"id": 0, "status": "COMPLETED", "file": "task_0.bin", "time": "2024-01-15T10:00:00Z"},
    {"id": 1, "status": "FAILED", "retry": 2, "error": "div by zero", "file": "", "time": "..."},
    ...
  ]
}

// 讀取/寫入封裝 (使用 nlohmann/json 或 MFC CJsonObject)
void ComputeManager::loadProgress() { /* 解析 JSON 重建隊列 */ }
void ComputeManager::saveProgress() { /* 序列化寫入文件 */ }