《Linux C++》线程池

1、为什么使用线程池

线程池的出现正是着眼于减少线程本身带来的开销,避免“即时创建,即时销毁”。

2、线程池应用场合

像大多数网络服务器,包括Web服务器、Email服务器以及数据库服务器处理数目巨大的连接请求,但处理时间却相对较短,并且实时性要求比较高的情况。

3、实现流程

(1)设置生产者/消费者模式,临界资源;

说明:这里的生产者是任务队列,消费者是线程队列,临界资源相当于一个个的任务;

(2)创建n个线程,加锁,去任务队列取任务,pop任务,解锁

说明:如果任务队列没有任务,则线程阻塞,等待条件变量解阻塞;

(3)有新的任务来了之后,加锁,push到任务队列,解锁,通过条件变量唤醒阻塞的线程

4、Linux C++实现

参考github:https://github.com/progschj/ThreadPool

(1)头文件ThreadPool.h

#ifndef THREAD_POOL_H
#define THREAD_POOL_H

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

class ThreadPool {

public:
    ThreadPool(size_t);                          //构造函数
    template             //类模板
    auto enqueue(F&& f, Args&&... args) -> std::future::type>;//任务入队
    ~ThreadPool();                              //析构函数

private:
    std::vector< std::thread > workers;            //线程队列,每个元素为一个Thread对象
    std::queue< std::function > tasks;     //任务队列,每个元素为一个函数对象
    std::mutex queue_mutex;                        //互斥量
    std::condition_variable condition;             //条件变量
    bool stop;                                     //停止
};

// 构造函数,把线程插入线程队列,插入时调用embrace_back(),用匿名函数lambda初始化Thread对象
inline ThreadPool::ThreadPool(size_t threads) : stop(false){

    for(size_t i = 0; i task;
                    {
                        //给互斥量加锁,锁对象生命周期结束后自动解锁
                        std::unique_lock lock(this->queue_mutex);

                        //(1)当匿名函数返回false时才阻塞线程,阻塞时自动释放锁。
                        //(2)当匿名函数返回true且受到通知时解阻塞,然后加锁。
                        this->condition.wait(lock,[this]{ return this->stop || !this->tasks.empty(); });

                         if(this->stop && this->tasks.empty())
                            return;

                        //从任务队列取出一个任务
                        task = std::move(this->tasks.front());
                        this->tasks.pop();
                    }                            // 自动解锁
                    task();                      // 执行这个任务
                }
            }
        );
}

// 添加新的任务到任务队列
template
auto ThreadPool::enqueue(F&& f, Args&&... args)
    -> std::future::type>
{
    // 获取函数返回值类型
    using return_type = typename std::result_of::type;

    // 创建一个指向任务的智能指针
    auto task = std::make_shared< std::packaged_task >(
            std::bind(std::forward(f), std::forward(args)...)
        );

    std::future res = task->get_future();
    {
        std::unique_lock lock(queue_mutex);  //加锁
        if(stop)
            throw std::runtime_error("enqueue on stopped ThreadPool");
        tasks.emplace([task](){ (*task)(); });          //把任务加入队列
    }                                                   //自动解锁
    condition.notify_one();                             //通知条件变量,唤醒一个线程
    return res;
}

// 析构函数,删除所有线程
inline ThreadPool::~ThreadPool()
{
    {
        std::unique_lock lock(queue_mutex);
        stop = true;
    }
    condition.notify_all();
    for(std::thread &worker: workers)
        worker.join();
}

#endif

(2)main.cpp

#include 
#include 
#include "ThreadPool.h"
using namespace std;
void task1(){
    while(1){
        cout<<"task1 thread ID:"<

 

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