使用c++11 实现一个简单的线程池

说明：这里面使用了c++ 新特性：可变参数模版，lambda 表达式，互斥锁，c++11 库的多线程等，function 包装器，完美准发等等知识，可以参考一下内容。每个问题都有详细得说明。

C++ 11 新特性(一）_cat_fish_rain的博客-CSDN博客

C++ 11新特性（二）-CSDN博客

C++ 11 (三）-CSDN博客

#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();
                } });
        }
    }

    template 
    void enqueue(F &&f, Args &&...args)
    {
        {
            std::unique_lock lock(queueMutex);
            tasks.emplace([&]
                          { f(args...); });
        }
        condition.notify_one();
    }

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

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

private:
    std::vector workers;

    std::queue> tasks;

    std::mutex queueMutex;

    std::condition_variable condition;

    bool stop;
};

// 示例任务函数
void taskFunction(int id)
{
    std::cout << "Task " << id << " is being processed." << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    std::cout << "Task " << id << " is done." << std::endl;
}

int main()
{
    ThreadPool pool(4); // 创建一个拥有4个线程的线程池

    // 向线程池中添加任务
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
    {
        pool.enqueue(taskFunction, i);
    }

    // 等待所有任务完成
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));

    system("pause");
    return 0;
}

分析： 

hreadPool类的构造函数接受一个参数numThreads，表示线程池中的线程数量。在构造函数中，通过一个循环创建了numThreads个线程，并将它们存储在workers向量中。

每个线程的执行函数是一个lambda表达式，它会不断地从任务队列中取出任务并执行。在每次循环中，线程会先获取一个互斥锁queueMutex，然后调用条件变量condition的wait函数等待条件满足。条件满足的条件是stop为true或者任务队列不为空。如果stop为true且任务队列为空，线程会退出循环，结束执行。否则，线程会取出任务队列的头部任务，并执行该任务。执行完任务后，线程会继续下一次循环。

ThreadPool类还提供了一个enqueue函数，用于向任务队列中添加任务。enqueue函数接受一个可调用对象f和其参数args。在enqueue函数中，首先获取互斥锁queueMutex，然后将一个lambda表达式封装了f和args，并将该lambda表达式添加到任务队列中。最后，通过条件变量condition的notify_one函数通知一个等待的线程有新任务可执行。

ThreadPool类的析构函数首先设置stop为true，然后通过条件变量condition的notify_all函数通知所有等待的线程停止执行。最后，使用join函数等待所有线程执行完毕。

在main函数中，首先创建了一个拥有4个线程的线程池pool。然后，通过一个循环向线程池中添加了8个任务，每个任务都是调用taskFunction函数，并传入一个不同的id参数。接着，通过std::this_thread::sleep_for函数等待所有任务完成。最后，使用system函数暂停程序的执行，以便在控制台中查看输出结果。