如何用C++实现一个线程池呢？
编程语言及工具
99人已加入
描述
C++线程池是一种多线程管理模型，把线程分成任务执行和线程调度两部分。线程任务被放入工作队列中，工作线程通常会轮询这个队列从而获取任务并执行。这种机制实现的目标是将线程的创建、销毁都由线程池来完成，节省了线程切换开销。
正常情况下，我们启动一个线程的流程需要进行以下操作：
1.申请系统资源，并创建新的线程
2.设置线程特性，如栈大小等参数
3.执行线程任务
4.结束线程，释放资源
而使用线程池则可以减少这些步骤，因为线程池中已经预先创建了一定数量的线程，这些线程处于等待状态，能够在有任务时立即响应处理。具体来说，C++线程池可以提供以下优点：
- 对于频繁创建、删除线程的场景，使用线程池能够减轻系统负担，避免花费过高的时间和内存开销。
- C++线程池可以通过限制线程的最大数量、保留一些线程反复利用等方式避免线程数目暴增导致的问题。
- 线程池可以有效的处理任务队列，并优化任务处理的顺序和方式，从而使任务处理效率提高。
C++线程池在操作系统并发编程中起到了重要的作用，对于多线程服务器开发、网络编程等场景具有非常广泛的实际应用。
下面是C++实现一个简单的线程池的示例代码，该线程池可以自动管理任务队列、工作线程和互斥锁。
#include < thread >
#include < mutex >
#include < queue >
#include < condition_variable >
// 定义任务类型
typedef std::function< void() > Task;
class ThreadPool {
public:
// 构造函数，默认启动4个工作线程
ThreadPool(int numThreads = 4)
: m_stop(false)
{
for (int i = 0; i < numThreads; ++i)
m_workers.emplace_back(
[this] {
for (;;) {
Task task;
{
std::unique_lock< std::mutex > lock(this- >m_mutex);
this- >m_cond.wait(lock, [this] { return this- >m_stop || !this- >m_tasks.empty(); });
if (this- >m_stop && this- >m_tasks.empty())
return;
task = std::move(this- >m_tasks.front());
this- >m_tasks.pop();
}
task();
}
}
);
}
// 删除默认构造函数
ThreadPool() = delete;
// 添加新的任务到任务队列中
template< class F >
void enqueue(F&& f)
{
{
std::unique_lock< std::mutex > lock(m_mutex);
m_tasks.emplace(std::forward< F >(f));
}
m_cond.notify_one();
}
// 停止线程池运行
~ThreadPool()
{
{
std::unique_lock< std::mutex > lock(m_mutex);
m_stop = true;
}
m_cond.notify_all();
for (std::thread &worker: m_workers)
worker.join();
}
private:
// 工作线程池
std::vector< std::thread > m_workers;
// 任务队列
std::queue< Task > m_tasks;
// 互斥锁
std::mutex m_mutex;
// 条件变量
std::condition_variable m_cond;
// 停止标志
bool m_stop;
};