[TOC] ### 线程池的应用场景 ***** #### 任务队列 ``` #pragma once #ifndef THREAD_POOL_H #define THREAD_POOL_H #include <vector> #include <queue> #include <thread> #include <atomic> #include <condition_variable> #include <future> #include <functional> #include <stdexcept> #define MAX_THREAD_NUM 256 //线程池,可以提交变参函数或拉姆达表达式的匿名函数执行,可以获取执行返回值 //不支持类成员函数, 支持类静态成员函数或全局函数,Opteron()函数等 // void wait (unique_lock<mutex>& lck, Predicate pred); //std::condition_variable.wait()，只有当 pred 条件为 false 时调用 wait() 才会阻塞当前线程 //std::future 可以用来获取异步任务的结果，因此可以把它当成一种简单的线程间同步的手段 //std::forward就可以保存参数的左值或右值特性。 //转移构造函数和转移赋值函数，也就是把一个左值引用当做右值引用来使用，怎么做呢？标准库提供了函数 std::move，这个函数以非常简单的方式将左值引用转换为右值引用。 class threadpool { using Task = std::function<void()>; // 线程池 std::vector<std::thread> pool; // 任务队列 std::queue<Task> tasks; // 同步 std::mutex m_lock; // 条件阻塞 std::condition_variable cv_task; // 是否关闭提交 std::atomic<bool> stoped; //空闲线程数量 std::atomic<int> idlThrNum; public: inline threadpool(unsigned short size = 4) :stoped{ false } { idlThrNum = size < 1 ? 1 : size; for (size = 0; size < idlThrNum; ++size) { //初始化线程数量 pool.emplace_back( [this] { // 工作线程函数 while (!this->stoped) { std::function<void()> task; { // 获取一个待执行的 task std::unique_lock<std::mutex> lock{ this->m_lock };// unique_lock 相比 lock_guard 的好处是：可以随时 unlock() 和 lock() this->cv_task.wait(lock, [this] { return this->stoped.load() || !this->tasks.empty(); } ); // wait 直到有 task if (this->stoped && this->tasks.empty()) return; task = std::move(this->tasks.front()); // 取一个 task this->tasks.pop(); } idlThrNum--; task(); idlThrNum++; } } ); } } inline ~threadpool() { stoped.store(true); cv_task.notify_all(); // 唤醒所有线程执行 for (std::thread& thread : pool) { //thread.detach(); // 让线程“自生自灭” if (thread.joinable()) thread.join(); // 等待任务结束， 前提：线程一定会执行完 } } public: // 提交一个任务 // 调用.get()获取返回值会等待任务执行完,获取返回值 // 有两种方法可以实现调用类成员， // 一种是使用 bind： .commit(std::bind(&Dog::sayHello, &dog)); // 一种是用 mem_fn： .commit(std::mem_fn(&Dog::sayHello), &dog) template<class F, class... Args> auto commit(F&& f, Args&&... args) ->std::future<decltype(f(args...))> { if (stoped.load()) // stop == true ?? throw std::runtime_error("commit on ThreadPool is stopped."); using RetType = decltype(f(args...)); // typename std::result_of<F(Args...)>::type, 函数 f 的返回值类型 auto task = std::make_shared<std::packaged_task<RetType()> >( std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...) ); // wtf ! std::future<RetType> future = task->get_future(); { // 添加任务到队列 std::lock_guard<std::mutex> lock{ m_lock };//对当前块的语句加锁 lock_guard 是 mutex 的 stack 封装类，构造的时候 lock()，析构的时候 unlock() tasks.emplace( [task]() { // push(Task{...}) (*task)(); } ); } cv_task.notify_one(); // 唤醒一个线程执行 return future; } //空闲线程数量 int idlCount() { return idlThrNum; } }; #endif ``` ### 基本使用方法 ***** ``` #include <iostream> #include "ThreadPool.h" int main() { // create thread pool with 4 worker threads ThreadPool pool(4); // enqueue and store future auto result = pool.enqueue([](int answer) { return answer; }, 42); // get result from future, print 42 std::cout << result.get() << std::endl; } ``` 另一个例子 ``` #include <iostream> #include "ThreadPool.h" void func() { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); std::cout<<"worker thread ID:"<<std::this_thread::get_id()<<std::endl; } int main() { ThreadPool pool(4); while(1) { pool.enqueue(fun); } } ```