C++ 九阴真经之线程池

线程池的作用：

    1、 避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代价；

    2、在大批量并发任务中，可以更合理的使用系统资源，进行削峰平谷，保证系统运行的稳定性；

基于C++11标准构建线程池，具有以下优势；

    1、任务无需继承接口

    2、支持 lambada表达式

    3、支持全局函数、静态成员函数；

    4、使用bind支持成员函数；

 

class ThreadObject : public QueueObject
{
public:
    using QueueObject::QueueObject;
    ~ThreadObject()
    {
        Stop();
        for (std::thread& thread : m_pThreadPool) {
			if (thread.joinable())
				thread.join(); // 等待任务结束， 前提：线程一定会执行完
		}
    }
    int ThreadCount()
	{
		return m_pThreadPool.size();
	}
    //空闲线程数量
	int IdlCount() { return m_idlThrNum; }
protected:
    //空闲线程数量
	std::atomic  m_idlThrNum ;
    std::vector m_pThreadPool;
};

//线程池
class CThreadPool : public ThreadObject
{
public:
	using ThreadObject::ThreadObject;
	//启动默认线程池
	void Start(int nThreadNum = 1)
	{
		m_idlThrNum = nThreadNum < 1 ? 1 : nThreadNum;
		for (auto size = 0; size < nThreadNum; ++size)
		{   //初始化线程数量
			m_pThreadPool.emplace_back(
				[this]
			{ // 工作线程函数
				while (!this->m_bStop)
				{
					std::function task;
					{   // 获取一个待执行的 task
						// unique_lock 相比 lock_guard 的好处是：可以随时 unlock() 和 lock()
						std::unique_lock lock(m_mu);

						this->m_condPop.wait(lock,
							[this] {
							return this->m_bStop.load() || !this->m_taskQueue.empty();
						}
						); // wait 直到有 task
						if (this->m_bStop && this->m_taskQueue.empty())
							return;
						task = std::move(this->m_taskQueue.front()); // 取一个 task
						this->m_taskQueue.pop();
					}
					//通知写线程
					m_condPush.notify_one();
					m_idlThrNum--;
					task();
					m_idlThrNum++;
				}
			}
			);
		}
	}
   
   //提交任务到线程池
	template
	auto Commit(F&& f, Args&&... args) -> std::future
	{
		using return_type = decltype(f(args...));

		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(m_mu);

			//不允许向已停止的线程池提交作业
			if (m_bStop)
				throw std::runtime_error("向已停止的线程池提交作业");

			while (m_taskQueue.size() == m_nCapacity)         //队列已满
			{
				m_condPush.wait(m_mu);                         //等待，将暂时的解锁
			}

			m_taskQueue.emplace([task]() { (*task)(); });
		}
		m_condPop.notify_one();
		return res;
	}

	virtual size_t GetTaskNum()
	{
		return m_taskQueue.size();
	}
   
private:
	std::queue> m_taskQueue;                    //队列
};

测试代码：

void Func1(int i, const std::string& msg)
{
	std::cout << i << "-->" << msg<< std::endl;
}

int Func2(int i, const std::string& msg)
{
	std::cout << i << "-->" << msg << std::endl;
	std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
	return i * 100;
}

class PrintTest {
public:
	void Func1(int i, const std::string& msg)
	{
		std::cout << i << "-->" << msg << std::endl;
	}

	void Func2(int i)
	{
		std::cout << i << "-->" << "测试成员函数" << std::endl;
	}
};

int main()
{
    CThreadPool pool;
	pool.Start(2);
	//测试lambda表达式
	pool.Commit([] {std::cout << "测试lambda表达式" << std::endl; });
	//测试带参数的lambda表达式
	pool.Commit([](int val){std::cout << "测试带参数的lambda表达式" << "-->" << val << std::endl; }, 999);
	//测试全局函数
	pool.Commit(Func1, 100, "测试全局函数");
	//测试成员函数
	PrintTest p;
	pool.Commit(std::mem_fn(&PrintTest::Func1),&p , 200, "测试成员函数");

	//测试同步获取结果
	auto res = pool.Commit(Func2, 300, "测试同步获取结果");
	auto val = res.get();
	std::cout << "获取到结果:" << val << std::endl;

	std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(5000));

    return 0;
}