C++中如何实现自定义线程池库

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筋斗云
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在C++中,可以使用C++11标准中的线程和互斥锁等特性来实现一个简单的线程池库。以下是一个基本的线程池实现:

#include<iostream> #include<vector> #include<queue> #include<thread> #include <mutex> #include<condition_variable> #include<functional>  class ThreadPool { public:     ThreadPool(size_t num_threads) {         for (size_t i = 0; i < num_threads; ++i) {             workers.emplace_back([this]() {                 while (true) {                     std::function<void()> task;                     {                         std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);                         condition.wait(lock, [this]() { return !tasks.empty() || stop; });                         if (stop && tasks.empty()) {                             return;                         }                         task = std::move(tasks.front());                         tasks.pop();                     }                     task();                 }             });         }     }      ~ThreadPool() {         {             std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);             stop = true;         }         condition.notify_all();         for (auto& worker : workers) {             worker.join();         }     }      template<typename F, typename... Args>     void enqueue(F&& f, Args&&... args) {         auto task = std::make_shared<std::packaged_task<void()>>(             std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...));         {             std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);             tasks.push([task]() { (*task)(); });         }         condition.notify_one();     }  private:     std::vector<std::thread> workers;     std::queue<std::function<void()>> tasks;     std::mutex queue_mutex;     std::condition_variable condition;     bool stop = false; }; 

这个线程池实现包含以下几个部分:

  1. ThreadPool类定义了线程池的基本结构,包括工作线程、任务队列、互斥锁和条件变量。
  2. 构造函数ThreadPool(size_t num_threads)初始化了指定数量的工作线程,并启动它们。每个工作线程在一个无限循环中等待任务队列中的任务。
  3. 析构函数~ThreadPool()设置停止标志,唤醒所有工作线程,并等待它们完成任务并退出。
  4. enqueue函数模板用于将任务添加到任务队列中。它接受一个可调用对象(如函数、lambda表达式等)以及该对象的参数。任务被打包为一个std::packaged_task对象,然后添加到任务队列中。

使用示例:

#include<iostream> #include<chrono> #include<thread>  void task(int n) {     std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(n));     std::cout << "Task " << n << " completed"<< std::endl; }  int main() {     ThreadPool pool(4);      for (int i = 1; i <= 8; ++i) {         pool.enqueue(task, i);     }      std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));     return 0; } 

这个示例创建了一个包含4个工作线程的线程池,并向其提交了8个任务。每个任务都会休眠一段时间,然后输出一条消息。主线程在所有任务完成后休眠10秒,然后退出。

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