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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:
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。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。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。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。