实现一个简单的C++线程池

C++线程池的优势与劣势

C++线程池是指在程序中预先创建一组线程，然后在需要执行任务时，将任务分配给这些线程执行。线程池具有以下优势：

1. 减少创建和销毁线程的开销：创建和销毁线程是需要消耗系统资源的，而线程池中的线程是预先创建好的，可以重复利用，因此可以减少这些开销。
2. 提高程序的响应速度：当程序需要执行任务时，可以直接从线程池中获取一个空闲线程执行任务，无3. 需等待线程创建的时间，因此可以提高程序的响应速度。
   减少线程切换的开销：线程池中的线程数量通常是有限的，因此可以减少线程切换的开销。

然而，线程池也存在以下劣势：

1. 线程数量限制：线程池中的线程数量是有限的，因此无法处理无限量的任务。如果任务数量超过线程池的大小，程序可能会出现响应慢或者崩溃的情况。
2. 任务分配不均：线程池中的线程是预先创建好的，因此可能会出现某些线程执行任务过于频繁，而其他线程则空闲的情况。这可能会导致任务分配不均，影响程序的性能。
3. 线程同步问题：线程池中的线程是共享内存空间的，因此需要使用同步机制来避免数据竞争和死锁等问题。这会增加程序的复杂性和调试难度。

综上所述，使用线程池可以提高程序的性能和响应速度，但需要注意线程数量限制、任务分配不均和线程同步问题等问题。

以下是C++实现了一个简单的线程池

#include 
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#include 
#include 
#include 
#include 

// 定义任务类型，可以是任何可调用对象
using Task = std::function;

// 线程池类
class ThreadPool {
public:
    // 构造函数，创建指定数量的线程
    ThreadPool(size_t threadCount) {
        for (size_t i = 0; i < threadCount; ++i) {
            threads.emplace_back(&ThreadPool::threadFunc, this);
        }
    }

    // 析构函数，等待所有线程结束并释放资源
    ~ThreadPool() {
        terminate = true; // 设置终止标志
        condition.notify_all(); // 唤醒所有等待中的线程
        for (auto& t : threads) {
            if (t.joinable()) {
                t.join(); // 等待线程结束
            }
        }
    }

    // 向任务队列中添加任务
    void addTask(const Task& task) {
        {
            std::lock_guard lock(queueMutex); // 对任务队列加锁
            taskQueue.emplace(task); // 将任务加入队列
        }
        condition.notify_one(); // 唤醒一个等待中的线程
    }

private:
    // 线程执行函数，循环获取并执行任务
    void threadFunc() {
        while (true) {
            Task task;
            {
                std::unique_lock lock(queueMutex); // 对任务队列加锁
                condition.wait(lock, [this]() { return !taskQueue.empty() || terminate; }); // 等待任务或终止信号
                if (terminate && taskQueue.empty()) {
                    break; // 如果收到终止信号且任务队列为空，则退出循环
                }
                task = taskQueue.front(); // 取出队首任务
                taskQueue.pop(); // 弹出队首任务
            }
            task(); // 执行任务
        }
    }

    std::vector threads; // 线程集合
    std::queue taskQueue; // 任务队列
    std::mutex queueMutex; // 任务队列互斥锁
    std::condition_variable condition; // 条件变量，用于同步线程和任务队列
    bool terminate = false; // 终止标志，用于通知线程结束
};

// 测试函数，打印一句话和当前线程ID
void printHello(int i) {
    std::cout << "Hello, I am task " << i << ", running on thread " << std::this_thread::get_id() << "\n";
}

int main() {
    ThreadPool pool(4); // 创建一个包含4个线程的线程池
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        pool.addTask(std::bind(printHello, i)); // 向线程池中添加10个任务
    }
    return 0;
}