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C++ 手写线程池实现

2023-06-23 03:58:45 深夜i -- --

C++ 手写线程池实现

return !task_list.empty() || stop_task;

线程池是一种可以实现并发的方法，它可以最大程度地利用 CPU 资源，提高代码执行效率。C++ 程序员可以手写一个高效的线程池，以满足自己的需求，提升程序性能。

C++ 实现线程池，首先需要了解线程池的概念和工作原理。线程池是一种线程管理技术，它将一组线程预先创建并维护在一个队列中，可根据需要调度执行特定的任务。

实现线程池，需要首先创建线程池类，定义私有属性（线程数量、任务队列等），并且写出线程池的构造函数和析构函数。构造函数需要初始化线程池中的线程数量，如下所示：


ThreadPool::ThreadPool(int thread_num)
{
 this->thread_num = thread_num;
 this->stop_task = false;
 // 创建指定数量的线程
 for (int i = 0; i < thread_num; ++i)
 {
  thread_list.push_back(new std::thread(std::bind(&ThreadPool::thread_func, this)));
 }
}

以上代码中使用了 STL 的 vector 存储每个线程，并使用函数对象 std::bind 绑定函数和参数，让每个线程执行相同的线程函数。

在线程池中，需要实现任务队列，当线程池中没有任务时，线程阻塞并等待。如果有任务，则需要维护一个队列，将任务添加到队列中，在线程中不断取出任务并执行。实现线程池的核心函数如下：


void ThreadPool::thread_func() {
 while (true) {
  std::unique_lock<std::mutex> locker(task_mutex);
  task_cond.wait(locker, [this]() {
    return !task_list.empty() || stop_task;
  });
  if (stop_task)
   break;
  auto task = task_list.front();
  task_list.pop();
  locker.unlock();
  task();
 }
}

以上代码中使用了 std::unique_lock 来保证线程安全，使用 std::condition_variable 实现线程阻塞、互斥锁和条件变量等机制。

最后，我们需要实现向线程池中添加任务的方法：


template <typename F, typename... Args>
auto ThreadPool::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();
 task_list.push([task]() { (*task)(); });
 task_cond.notify_one();
 return result;
}

以上代码中实现了任务的封装，使用了 std::packaged_task 来将函数对象封装为任务，使用 std::future 来获取任务执行结果，并将任务添加到任务队列中。

作为 C++ 程序员，可以使用线程池来提高程序性能。通过编写高效的代码，掌握 C++ 线程库的知识，手写线程池也是可以实现的。希望本文对你有所帮助。

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