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C++11线程池管理器

2023-07-13 04:10:58 深夜i -- --

C++11 线程池管理器

C++11是C++语言标准的一个重要的更新版本，它引入了许多新功能，其中包括线程池管理器。线程池管理器是一种用于管理线程的工具，它可以在单一的线程池中维护多个线程并分配可用的任务。

C++11的线程池管理器具有以下优点：

1. 可以减少线程创建和销毁的开销，增加了性能。

2. 可以避免线程的过度创建和销毁造成的资源浪费，提高了系统稳定性。

3. 允许用户对线程池中的线程进行优先级调度和终止控制，提高了线程的可控性。

4. 具有良好的可扩展性，可以根据系统负载情况自动调整线程池的大小和线程个数。

C++11的线程池管理器有两种实现方式，分别是std::async和std::thread。其中std::async是一种异步执行函数的方法，它可以自动构建一个线程池来执行函数，而std::thread是一种直接构建线程的方法，它需要手动管理线程池大小和线程个数。

下面是一个使用std::async实现的线程池管理器的例子：


#include <iostream>
#include <vector>
#include <thread>
#include <future>
template<typename T>
class ThreadPool {
public:
  ThreadPool() {
    for (int i = 0; i < (std::thread::hardware_concurrency() - 1); ++i) {
      mThreads.emplace_back([this] {
        while (true) {
          std::function<void()> task;
          {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(this->mEventMutex);
            this->mEventVar.wait(lock, [this] {
              return !this->mTasks.empty();
            });
            task = std::move(this->mTasks.front());
            this->mTasks.pop();
          }
          task();
        }
      });
    }
  }
  ~ThreadPool() {
    {
      std::unique_lock<std::mutex> lock(mEventMutex);
      mIsDestroyed = true;
    }
    mEventVar.notify_all();
    for (auto &t : mThreads) {
      if (t.joinable()) {
        t.join();
      }
    }
  }
  template<class F, class... Args>
  auto enqueue(F &&f, Args &&...args) -> std::future<typename std::result_of<F(Args...)>::type> {
    using return_type = typename std::result_of<F(Args...)>::type;
    auto task = std::make_shared<std::packaged_task<return_type()>>(
      std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...)
    );
    std::future<return_type> result = task->get_future();
    {
      std::unique_lock<std::mutex> lock(mEventMutex);
      if (mIsDestroyed) {
        throw std::runtime_error("enqueue on destroyed ThreadPool");
      }
      mTasks.emplace([task]() {
        (*task)();
      });
    }
    mEventVar.notify_one();
    return result;
  }
private:
  std::vector<std::thread> mThreads;
  std::queue<std::function<void()>> mTasks;
  std::mutex mEventMutex;
  std::condition_variable mEventVar;
  bool mIsDestroyed{ false };
};

在这个例子中，我们首先创建了一个ThreadPool类模板，其中包含了线程池中线程个数的自动计算。每个线程都是通过Lambda表达式定义的一个循环，每次等待任务队列非空并获取一个任务执行。

在enqueue函数中，我们使用了std::packaged_task来对提交的任务进行封装，然后使用std::bind将函数和对应的参数绑定起来。最后，将封装好的任务加入到任务队列中，并通知一个空闲的线程来执行这个任务。

在ThreadPool类析构的时候，我们将标记mIsDestroyed设置为true，然后通知所有的线程结束执行并阻塞等待这些线程结束。

总而言之，C++11线程池管理器是一种非常方便的工具，它可以轻松地管理线程，并提高系统稳定性和性能。如果您正在开发C++应用程序并需要管理多线程，那么使用C++11线程池管理器肯定会是一个不错的选择。

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