C++线程池库如何实现任务的分配

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作者
猴君
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在C++中,实现一个线程池库主要包括以下几个步骤:

  1. 定义任务类型:首先需要定义一个可调用对象类型,例如std::function<void()>,用于表示任务。

  2. 创建线程池:创建一个固定大小的线程池,每个线程都在等待任务队列中的任务。可以使用std::vector<std::thread>来存储线程。

  3. 任务队列:使用一个线程安全的队列(例如基于互斥锁和条件变量实现的队列)来存储待处理的任务。可以使用std::queue<Task>来实现。

  4. 分配任务:当有新任务到来时,将其添加到任务队列中。线程池中的每个线程都在等待任务队列中的任务,一旦有任务到来,就会开始执行。为了实现这一点,可以在线程池初始化时,为每个线程分配一个工作函数,该函数不断地从任务队列中获取任务并执行。

下面是一个简单的线程池实现示例:

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

使用示例:

int main() {     ThreadPool pool(4); // 创建一个包含4个线程的线程池      // 添加任务到线程池     for (int i = 0; i < 10; ++i) {         pool.add_task([i] {             std::cout << "Task " << i << " executed by thread "<< std::this_thread::get_id()<< std::endl;         });     }      // 等待所有任务完成     std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));      return 0; } 

这个示例展示了如何创建一个简单的线程池,并向其中添加任务。线程池会自动将任务分配给空闲的线程并执行。

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