如何设计一个线程池

2023年 11月 21日 69.2k 0

设计一个线程池涉及到多个方面,包括线程的创建与销毁、任务的提交与执行、线程间的通信等。

以下不念给出的是一个简单的线程池设计思路:

  • 线程池的结构:创建一个线程池类,其中包含一个任务队列和一定数量的工作线程。
  • 任务类:创建一个任务类,用于表示需要在线程池中执行的具体任务。任务类中应包含任务的执行逻辑。
  • 任务队列:使用一个线程安全的队列来存储待执行的任务。当有新的任务提交时,将任务加入任务队列。
  • 线程管理:创建一定数量的工作线程,这些线程会循环地从任务队列中取任务并执行。线程执行完一个任务后,继续尝试获取并执行下一个任务。
  • 线程同步:使用互斥锁等机制来保护任务队列,防止多个线程同时访问导致数据竞争。
  • 任务执行:工作线程从任务队列中获取任务,执行任务的执行逻辑。执行完任务后,线程可以等待新任务或者被销毁,具体取决于线程池的设计。
  • 线程池的生命周期管理:提供线程池的初始化、销毁等方法,确保线程池的正常运行和释放占用的资源。
  • 图片[1]-如何设计一个线程池-不念博客

    给个例子:

    #include
    #include
    #include
    #include
    #include
    #include
    #include

    class ThreadPool {
    public:
    ThreadPool(size_t numThreads) : stop(false) {
    for (size_t i = 0; i < numThreads; ++i) {
    workers.emplace_back([this] {
    while (true) {
    std::function task;

    {
    std::unique_lock lock(queueMutex);
    condition.wait(lock, [this] { return stop || !tasks.empty(); });

    if (stop && tasks.empty()) {
    return;
    }

    task = std::move(tasks.front());
    tasks.pop();
    }

    task();
    }
    });
    }
    }

    ~ThreadPool() {
    {
    std::unique_lock lock(queueMutex);
    stop = true;
    }

    condition.notify_all();

    for (std::thread &worker : workers) {
    worker.join();
    }
    }

    template
    void enqueue(F&& f) {
    {
    std::unique_lock lock(queueMutex);
    tasks.emplace(std::forward(f));
    }

    condition.notify_one();
    }

    private:
    std::vector workers;
    std::queue tasks;
    std::mutex queueMutex;
    std::condition_variable condition;
    bool stop;
    };

    int main() {
    ThreadPool pool(4);

    for (int i = 0; i < 8; ++i) {
    pool.enqueue([i] {
    std::cout

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