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https://github.com/BlackMATov/promise.hpp.git
synced 2025-12-16 22:19:38 +07:00
bonuses: scheduler
This commit is contained in:
307
scheduler.hpp
Normal file
307
scheduler.hpp
Normal file
@@ -0,0 +1,307 @@
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/*******************************************************************************
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* This file is part of the "promise.hpp"
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* For conditions of distribution and use, see copyright notice in LICENSE.md
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* Copyright (C) 2018 Matvey Cherevko
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******************************************************************************/
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#pragma once
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#include <cstdint>
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#include <cassert>
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#include <tuple>
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#include <mutex>
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#include <atomic>
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#include <chrono>
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#include <memory>
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#include <vector>
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#include <utility>
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#include <exception>
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#include <stdexcept>
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#include <type_traits>
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#include <condition_variable>
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#include "promise.hpp"
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namespace scheduler_hpp
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{
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using namespace promise_hpp;
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enum class scheduler_priority {
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lowest,
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||||||
|
below_normal,
|
||||||
|
normal,
|
||||||
|
above_normal,
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highest
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};
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enum class scheduler_wait_status {
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no_timeout,
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cancelled,
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timeout
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};
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class scheduler_cancelled_exception : public std::runtime_error {
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public:
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scheduler_cancelled_exception()
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: std::runtime_error("scheduler has stopped working") {}
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};
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||||||
|
class scheduler final : private detail::noncopyable {
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||||||
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public:
|
||||||
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scheduler();
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~scheduler() noexcept;
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template < typename F, typename... Args >
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||||||
|
using schedule_invoke_result_t = invoke_hpp::invoke_result_t<
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std::decay_t<F>,
|
||||||
|
std::decay_t<Args>...>;
|
||||||
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||||||
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template < typename F, typename... Args
|
||||||
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, typename R = schedule_invoke_result_t<F, Args...> >
|
||||||
|
promise<R> schedule(F&& f, Args&&... args);
|
||||||
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|
||||||
|
template < typename F, typename... Args
|
||||||
|
, typename R = schedule_invoke_result_t<F, Args...> >
|
||||||
|
promise<R> schedule(scheduler_priority scheduler_priority, F&& f, Args&&... args);
|
||||||
|
|
||||||
|
scheduler_wait_status process_all_tasks() noexcept;
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename Rep, typename Period >
|
||||||
|
scheduler_wait_status process_tasks_for(
|
||||||
|
const std::chrono::duration<Rep, Period>& timeout_duration) noexcept;
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename Clock, typename Duration >
|
||||||
|
scheduler_wait_status process_tasks_until(
|
||||||
|
const std::chrono::time_point<Clock, Duration>& timeout_time) noexcept;
|
||||||
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private:
|
||||||
|
class task;
|
||||||
|
using task_ptr = std::unique_ptr<task>;
|
||||||
|
template < typename R, typename F, typename... Args >
|
||||||
|
class concrete_task;
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
void push_task_(scheduler_priority scheduler_priority, task_ptr task);
|
||||||
|
task_ptr pop_task_() noexcept;
|
||||||
|
void shutdown_() noexcept;
|
||||||
|
void process_task_(std::unique_lock<std::mutex> lock) noexcept;
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
std::vector<std::pair<scheduler_priority, task_ptr>> tasks_;
|
||||||
|
std::atomic<bool> cancelled_{false};
|
||||||
|
std::atomic<std::size_t> active_task_count_{0};
|
||||||
|
mutable std::mutex tasks_mutex_;
|
||||||
|
mutable std::condition_variable cond_var_;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
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||||||
|
class scheduler::task : private noncopyable {
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
virtual ~task() noexcept = default;
|
||||||
|
virtual void run() noexcept = 0;
|
||||||
|
virtual void cancel() noexcept = 0;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename R, typename F, typename... Args >
|
||||||
|
class scheduler::concrete_task : public task {
|
||||||
|
F f_;
|
||||||
|
std::tuple<Args...> args_;
|
||||||
|
promise<R> promise_;
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
template < typename U >
|
||||||
|
concrete_task(U&& u, std::tuple<Args...>&& args);
|
||||||
|
void run() noexcept final;
|
||||||
|
void cancel() noexcept final;
|
||||||
|
promise<R> future() noexcept;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename F, typename... Args >
|
||||||
|
class scheduler::concrete_task<void, F, Args...> : public task {
|
||||||
|
F f_;
|
||||||
|
std::tuple<Args...> args_;
|
||||||
|
promise<void> promise_;
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
template < typename U >
|
||||||
|
concrete_task(U&& u, std::tuple<Args...>&& args);
|
||||||
|
void run() noexcept final;
|
||||||
|
void cancel() noexcept final;
|
||||||
|
promise<void> future() noexcept;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace scheduler_hpp
|
||||||
|
{
|
||||||
|
inline scheduler::scheduler() = default;
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||||||
|
|
||||||
|
inline scheduler::~scheduler() noexcept {
|
||||||
|
shutdown_();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename F, typename... Args, typename R >
|
||||||
|
promise<R> scheduler::schedule(F&& f, Args&&... args) {
|
||||||
|
return schedule(
|
||||||
|
scheduler_priority::normal,
|
||||||
|
std::forward<F>(f),
|
||||||
|
std::forward<Args>(args)...);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename F, typename... Args, typename R >
|
||||||
|
promise<R> scheduler::schedule(scheduler_priority priority, F&& f, Args&&... args) {
|
||||||
|
using task_t = concrete_task<
|
||||||
|
R,
|
||||||
|
std::decay_t<F>,
|
||||||
|
std::decay_t<Args>...>;
|
||||||
|
std::unique_ptr<task_t> task = std::make_unique<task_t>(
|
||||||
|
std::forward<F>(f),
|
||||||
|
std::make_tuple(std::forward<Args>(args)...));
|
||||||
|
promise<R> future = task->future();
|
||||||
|
std::lock_guard<std::mutex> guard(tasks_mutex_);
|
||||||
|
push_task_(priority, std::move(task));
|
||||||
|
return future;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline scheduler_wait_status scheduler::process_all_tasks() noexcept {
|
||||||
|
while ( !cancelled_ && active_task_count_ ) {
|
||||||
|
std::unique_lock<std::mutex> lock(tasks_mutex_);
|
||||||
|
cond_var_.wait(lock, [this](){
|
||||||
|
return cancelled_ || !active_task_count_ || !tasks_.empty();
|
||||||
|
});
|
||||||
|
if ( !tasks_.empty() ) {
|
||||||
|
process_task_(std::move(lock));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return cancelled_
|
||||||
|
? scheduler_wait_status::cancelled
|
||||||
|
: scheduler_wait_status::no_timeout;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename Rep, typename Period >
|
||||||
|
scheduler_wait_status scheduler::process_tasks_for(
|
||||||
|
const std::chrono::duration<Rep, Period>& timeout_duration) noexcept
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return process_tasks_until(
|
||||||
|
std::chrono::steady_clock::now() + timeout_duration);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename Clock, typename Duration >
|
||||||
|
scheduler_wait_status scheduler::process_tasks_until(
|
||||||
|
const std::chrono::time_point<Clock, Duration>& timeout_time) noexcept
|
||||||
|
{
|
||||||
|
while ( !cancelled_ && active_task_count_ ) {
|
||||||
|
if ( !(Clock::now() < timeout_time) ) {
|
||||||
|
return scheduler_wait_status::timeout;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
std::unique_lock<std::mutex> lock(tasks_mutex_);
|
||||||
|
cond_var_.wait_until(lock, timeout_time, [this](){
|
||||||
|
return cancelled_ || !active_task_count_ || !tasks_.empty();
|
||||||
|
});
|
||||||
|
if ( !tasks_.empty() ) {
|
||||||
|
process_task_(std::move(lock));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return cancelled_
|
||||||
|
? scheduler_wait_status::cancelled
|
||||||
|
: scheduler_wait_status::no_timeout;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline void scheduler::push_task_(scheduler_priority priority, task_ptr task) {
|
||||||
|
tasks_.emplace_back(priority, std::move(task));
|
||||||
|
std::push_heap(tasks_.begin(), tasks_.end());
|
||||||
|
++active_task_count_;
|
||||||
|
cond_var_.notify_all();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline scheduler::task_ptr scheduler::pop_task_() noexcept {
|
||||||
|
if ( !tasks_.empty() ) {
|
||||||
|
std::pop_heap(tasks_.begin(), tasks_.end());
|
||||||
|
task_ptr task = std::move(tasks_.back().second);
|
||||||
|
tasks_.pop_back();
|
||||||
|
return task;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return nullptr;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline void scheduler::shutdown_() noexcept {
|
||||||
|
std::lock_guard<std::mutex> guard(tasks_mutex_);
|
||||||
|
while ( !tasks_.empty() ) {
|
||||||
|
task_ptr task = pop_task_();
|
||||||
|
if ( task ) {
|
||||||
|
task->cancel();
|
||||||
|
--active_task_count_;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
cancelled_.store(true);
|
||||||
|
cond_var_.notify_all();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline void scheduler::process_task_(std::unique_lock<std::mutex> lock) noexcept {
|
||||||
|
assert(lock.owns_lock());
|
||||||
|
task_ptr task = pop_task_();
|
||||||
|
if ( task ) {
|
||||||
|
lock.unlock();
|
||||||
|
task->run();
|
||||||
|
--active_task_count_;
|
||||||
|
cond_var_.notify_all();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace scheduler_hpp
|
||||||
|
{
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// concrete_task<R, F, Args...>
|
||||||
|
//
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename R, typename F, typename... Args >
|
||||||
|
template < typename U >
|
||||||
|
scheduler::concrete_task<R, F, Args...>::concrete_task(U&& u, std::tuple<Args...>&& args)
|
||||||
|
: f_(std::forward<U>(u))
|
||||||
|
, args_(std::move(args)) {}
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename R, typename F, typename... Args >
|
||||||
|
void scheduler::concrete_task<R, F, Args...>::run() noexcept {
|
||||||
|
try {
|
||||||
|
R value = invoke_hpp::apply(std::move(f_), std::move(args_));
|
||||||
|
promise_.resolve(std::move(value));
|
||||||
|
} catch (...) {
|
||||||
|
promise_.reject(std::current_exception());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename R, typename F, typename... Args >
|
||||||
|
void scheduler::concrete_task<R, F, Args...>::cancel() noexcept {
|
||||||
|
promise_.reject(scheduler_cancelled_exception());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename R, typename F, typename... Args >
|
||||||
|
promise<R> scheduler::concrete_task<R, F, Args...>::future() noexcept {
|
||||||
|
return promise_;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// concrete_task<void, F, Args...>
|
||||||
|
//
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename F, typename... Args >
|
||||||
|
template < typename U >
|
||||||
|
scheduler::concrete_task<void, F, Args...>::concrete_task(U&& u, std::tuple<Args...>&& args)
|
||||||
|
: f_(std::forward<U>(u))
|
||||||
|
, args_(std::move(args)) {}
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename F, typename... Args >
|
||||||
|
void scheduler::concrete_task<void, F, Args...>::run() noexcept {
|
||||||
|
try {
|
||||||
|
invoke_hpp::apply(std::move(f_), std::move(args_));
|
||||||
|
promise_.resolve();
|
||||||
|
} catch (...) {
|
||||||
|
promise_.reject(std::current_exception());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename F, typename... Args >
|
||||||
|
void scheduler::concrete_task<void, F, Args...>::cancel() noexcept {
|
||||||
|
promise_.reject(scheduler_cancelled_exception());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template < typename F, typename... Args >
|
||||||
|
promise<void> scheduler::concrete_task<void, F, Args...>::future() noexcept {
|
||||||
|
return promise_;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
103
tests.cpp
103
tests.cpp
@@ -12,9 +12,11 @@
|
|||||||
|
|
||||||
#include "jobber.hpp"
|
#include "jobber.hpp"
|
||||||
#include "promise.hpp"
|
#include "promise.hpp"
|
||||||
|
#include "scheduler.hpp"
|
||||||
|
|
||||||
namespace jb = jobber_hpp;
|
namespace jb = jobber_hpp;
|
||||||
namespace pr = promise_hpp;
|
namespace pr = promise_hpp;
|
||||||
|
namespace sd = scheduler_hpp;
|
||||||
|
|
||||||
namespace
|
namespace
|
||||||
{
|
{
|
||||||
@@ -1227,7 +1229,7 @@ TEST_CASE("jobber") {
|
|||||||
for ( std::size_t i = 0; i < gp.size(); ++i ) {
|
for ( std::size_t i = 0; i < gp.size(); ++i ) {
|
||||||
gp[i] = g.async([](float angle){
|
gp[i] = g.async([](float angle){
|
||||||
return std::sin(angle);
|
return std::sin(angle);
|
||||||
}, i);
|
}, static_cast<float>(i));
|
||||||
}
|
}
|
||||||
return std::accumulate(gp.begin(), gp.end(), 0.f,
|
return std::accumulate(gp.begin(), gp.end(), 0.f,
|
||||||
[](float r, pr::promise<float>& f){
|
[](float r, pr::promise<float>& f){
|
||||||
@@ -1246,3 +1248,102 @@ TEST_CASE("jobber") {
|
|||||||
REQUIRE(r0 == Approx(r1 * 50.f).margin(0.01f));
|
REQUIRE(r0 == Approx(r1 * 50.f).margin(0.01f));
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
TEST_CASE("scheduler") {
|
||||||
|
{
|
||||||
|
sd::scheduler s;
|
||||||
|
auto pv0 = s.schedule([](){
|
||||||
|
throw std::exception();
|
||||||
|
});
|
||||||
|
s.process_all_tasks();
|
||||||
|
REQUIRE_THROWS_AS(pv0.get(), std::exception);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
{
|
||||||
|
auto pv0 = pr::promise<int>();
|
||||||
|
{
|
||||||
|
sd::scheduler s;
|
||||||
|
pv0 = s.schedule([](){
|
||||||
|
return 42;
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
REQUIRE_THROWS_AS(pv0.get(), sd::scheduler_cancelled_exception);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
{
|
||||||
|
sd::scheduler s;
|
||||||
|
int counter = 0;
|
||||||
|
s.schedule([&counter](){ ++counter; });
|
||||||
|
REQUIRE(counter == 0);
|
||||||
|
s.process_all_tasks();
|
||||||
|
REQUIRE(counter == 1);
|
||||||
|
s.schedule([&counter](){ ++counter; });
|
||||||
|
s.schedule([&counter](){ ++counter; });
|
||||||
|
REQUIRE(counter == 1);
|
||||||
|
s.process_all_tasks();
|
||||||
|
REQUIRE(counter == 3);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
{
|
||||||
|
sd::scheduler s;
|
||||||
|
int counter = 0;
|
||||||
|
for ( std::size_t i = 0; i < 50; ++i ) {
|
||||||
|
s.schedule([&counter](){
|
||||||
|
++counter;
|
||||||
|
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(5));
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
s.process_tasks_for(std::chrono::milliseconds(-1));
|
||||||
|
s.process_tasks_for(std::chrono::milliseconds(0));
|
||||||
|
REQUIRE(counter == 0);
|
||||||
|
s.process_tasks_for(std::chrono::milliseconds(100));
|
||||||
|
REQUIRE(counter > 2);
|
||||||
|
REQUIRE(counter < 50);
|
||||||
|
s.process_tasks_for(std::chrono::seconds(3));
|
||||||
|
REQUIRE(counter == 50);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
{
|
||||||
|
sd::scheduler s;
|
||||||
|
int counter = 0;
|
||||||
|
for ( std::size_t i = 0; i < 50; ++i ) {
|
||||||
|
s.schedule([&counter](){
|
||||||
|
++counter;
|
||||||
|
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(5));
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
const auto time_now = [](){
|
||||||
|
return std::chrono::high_resolution_clock::now();
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
const auto b = time_now();
|
||||||
|
|
||||||
|
s.process_tasks_until(time_now() - std::chrono::milliseconds(1));
|
||||||
|
s.process_tasks_until(time_now());
|
||||||
|
REQUIRE(counter == 0);
|
||||||
|
s.process_tasks_until(time_now() + std::chrono::milliseconds(100));
|
||||||
|
REQUIRE(time_now() - b > std::chrono::milliseconds(50));
|
||||||
|
REQUIRE(counter > 2);
|
||||||
|
REQUIRE(counter < 50);
|
||||||
|
s.process_tasks_until(time_now() + std::chrono::seconds(3));
|
||||||
|
REQUIRE(counter == 50);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
{
|
||||||
|
sd::scheduler s;
|
||||||
|
std::string accumulator;
|
||||||
|
s.schedule(sd::scheduler_priority::lowest, [](std::string& acc){
|
||||||
|
acc.append("o");
|
||||||
|
}, std::ref(accumulator));
|
||||||
|
s.schedule(sd::scheduler_priority::below_normal, [](std::string& acc){
|
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acc.append("l");
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}, std::ref(accumulator));
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s.schedule(sd::scheduler_priority::highest, [](std::string& acc){
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acc.append("h");
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}, std::ref(accumulator));
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s.schedule(sd::scheduler_priority::above_normal, [](std::string& acc){
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acc.append("e");
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}, std::ref(accumulator));
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||||||
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s.schedule(sd::scheduler_priority::normal, [](std::string& acc){
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acc.append("l");
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}, std::ref(accumulator));
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s.process_all_tasks();
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REQUIRE(accumulator == "hello");
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}
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}
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