C++手写线程池制作指南
在进行多线程编程时,通常使用线程池来管理和分配线程任务,以达到提高程序性能和处理效率的目的。C++的线程池有很多现成的库可以使用,但是手写一个简单的线程池也是非常有益的练习。
下面是一个简单的手写C++线程池的制作指南。
1. 定义任务类
任务类通常包含需要执行的代码和相关的参数。在本例中,我们定义了一个名为“Task”的任务类,并在类中添加了一个名为“run”的方法,用于执行任务。
class Task {
public:
Task() {}
virtual ~Task() {}
virtual void run() = 0;
};
2. 定义线程池类
线程池类通常用于管理任务和线程,包括任务队列,线程队列等。在这个例子中,我们定义了一个名为“ThreadPool”的线程池类,它包含了添加任务、开启线程、执行任务等方法。
class ThreadPool {
public:
ThreadPool(int threadNum);
virtual ~ThreadPool();
void addTask(Task* task);
void start();
void stop();
private:
int threadNum_;
std::vector
std::queue
std::mutex mtx_;
std::condition_variable condition_;
bool stop_;
};
3. 实现线程池类
在线程池类的实现中,我们首先需要定义类的构造函数和析构函数。在构造函数中,我们初始化了线程数量、停止标识,并启动了线程池。
ThreadPool::ThreadPool(int threadNum) : threadNum_(threadNum), stop_(false) {
for(int i=0; i
threads_.push_back(new std::thread(&ThreadPool::start, this));
}
}
ThreadPool::~ThreadPool() {
stop_ = true;
condition_.notify_all();
for(auto thread : threads_) {
thread->join();
delete thread;
}
threads_.clear();
}
在addTask方法中,我们将任务加入到任务队列中,并通知等待中的线程有新的任务可以执行。
void ThreadPool::addTask(Task* task) {
std::unique_lock
taskQueue_.push(task);
condition_.notify_one();
}
在start方法中,我们没有直接执行任务,而是等待任务队列中有任务时才进行执行。线程会不断地从任务队列中取出任务,并执行任务的run方法。
void ThreadPool::start() {
while(!stop_) {
std::unique_lock
while(taskQueue_.empty()) {
if(stop_)
return;
condition_.wait(lock);
}
Task* task = taskQueue_.front();
taskQueue_.pop();
task->run();
delete task;
}
}
stop方法用于终止线程池,首先将停止标识置为true,然后通知所有等待中的线程,等待所有线程执行完任务后退出线程。
void ThreadPool::stop() {
stop_ = true;
condition_.notify_all();
}
4. 测试线程池类
在测试线程池类时,我们需要定义需要执行的任务。在本例中,我们定义了一个名为“PrintTask”的任务类,该任务类包含一个字符串参数,并在run方法中输出字符串。
class PrintTask : public Task {
public:
PrintTask(const std::string& str) : str_(str) {}
virtual ~PrintTask() {}
virtual void run() std::cout << str_ << std::endl;
private:
std::string str_;
};
在测试时,我们创建线程池并添加任务,然后等待所有任务执行完毕后,停止线程池。
int main() {
ThreadPool threadPool(4);
for(int i=0; i<10; i++) {
threadPool.addTask(new PrintTask(std::to_string(i)));
}
threadPool.stop();
return 0;
}
通过上述步骤,我们就完成了一个简单的手写C++线程池的制作。
需要注意的是,这个简单的线程池只包含最基本的功能,对于一些高级的线程池特性比如线程池扩展、任务优先级等暂不考虑。但是做到了这些,我们就可以更好地理解和使用现有的线程池库。
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