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C++线程回收技巧分享

2023-07-11 13:41:30 深夜i -- --

C++ 线程回收技巧分享

随着计算机技术的发展，多线程编程越来越受到程序员们的重视。而在C++中，线程回收是一个非常重要的问题。在多线程程序中，线程会创建和销毁，如果不及时回收线程资源，就会导致资源浪费和程序崩溃。因此，本文将分享一些C++线程回收的技巧，以及如何避免出现线程相关的问题。

1. 使用RAII技术

RAII（Resource Acquisition Is Initialization）是一种C++编程技术，它利用构造函数和析构函数的特性，在对象创建和销毁时进行资源的分配和释放。在线程中，可以使用RAII来自动回收线程资源。例如可以定义一个Thread类，将线程的创建和销毁放在构造函数和析构函数中。


class Thread {
public:
  Thread() {
    thread_handle_ = std::thread(&Thread::ThreadFunction, this);
  }
  ~Thread() {
    if (thread_handle_.joinable()) {
      thread_handle_.join();
    }
  }
  void ThreadFunction()
    // 线程执行的函数
  
private:
  std::thread thread_handle_;
};

这样，当Thread对象被析构时，线程会自动退出并回收资源，避免了资源泄漏的风险。同时，也减少了手动调用join的繁琐过程。

2. 使用条件变量

线程在某些情况下需要等待某个条件的出现，例如等待资源的释放，等待事件的发生等。这时，可以使用条件变量来实现线程等待，在条件变量上进行通知和唤醒，避免出现线程资源浪费和死锁的问题。


std::mutex mutex_;
std::condition_variable condition_;
void ThreadFunction() {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
  condition_.wait(lock, []() return is_ready; );
  // 线程等待直到is_ready为true
}

在这个例子中，线程使用条件变量condition_等待is_ready标志的置位，等待时会自动释放mutex_，在is_ready置位后再次加锁mutex_进入执行状态。这样可以避免线程不断地轮询和浪费资源。

3. 使用线程池

在一些需要频繁创建和销毁线程的场景中，可以使用线程池来管理线程。线程池会预先创建一定数量的线程，当有新任务需要执行时，从线程池中取出一个线程执行任务，并在任务完成后再次放回线程池中。


class ThreadPool {
public:
  ThreadPool(int thread_num) {
    for(int i = 0 ; i < thread_num ; ++i) {
      threads.emplace_back([this]{
        while(true) {
          std::function<void()> work;
          {
            std::unique_lock<std::mutex> lock{mutex_};
            cond_.wait(lock, [this]{ return !queue_.empty(); });
            work = std::move(queue_.front());
            queue_.pop();
          }
          work();
        }
      });
    }
  }
  ~ThreadPool() {
    {
      std::unique_lock<std::mutex> lock{mutex_};
      stop_ = true;
    }
    cond_.notify_all();
    for(auto& th: threads) {
      th.join();
    }
  }
  template <typename F, typename... Args>
  void Enqueue(F&& f, Args&&... args) {
    {
      std::unique_lock<std::mutex> lock{mutex_};
      queue_.emplace([=]{ f(args...); });
    }
    cond_.notify_one();
  }
private:
  std::vector<std::thread> threads;
  std::queue<std::function<void()>> queue_{};
  std::mutex mutex_;
  std::condition_variable cond_;
  bool stop_ = false;
};

在这个线程池的实现中，使用了一个等待列表队列以及条件变量和互斥量来管理队列的加入和取出。线程池队列中的任务会被不断地取出来执行，直到任务队列为空。如果遇到某些错误的情况（例如任务执行失败或者队列异常），则可以考虑使用ThreadPool::stop_标志来停止线程池并回收资源。

C++中线程回收技巧的学习对于写出高质量、高效率的多线程程序非常重要，希望以上述技巧能够帮助各位程序员避免线程管理带来的种种问题。

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