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C++線程類中如何實現線程池管理

c++
小樊
99
2024-08-29 22:55:02
欄目: 編程語言

在C++中,可以使用std::thread庫來創建和管理線程。為了實現線程池管理,你需要創建一個線程池類,該類包含一組工作線程,這些線程可以執行提交給它們的任務。以下是一個簡單的線程池類示例:

#include<iostream>
#include<vector>
#include<queue>
#include <mutex>
#include<condition_variable>
#include<functional>
#include<thread>

class ThreadPool {
public:
    // 構造函數,初始化線程池
    ThreadPool(size_t num_threads) {
        for (size_t i = 0; i < num_threads; ++i) {
            workers.emplace_back(&ThreadPool::work, this);
        }
    }

    // 析構函數,清理線程池
    ~ThreadPool() {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
            stop = true;
        }
        condition.notify_all();
        for (auto& worker : workers) {
            worker.join();
        }
    }

    // 提交任務到線程池
    void submit(std::function<void()> task) {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
            tasks.push(task);
        }
        condition.notify_one();
    }

private:
    // 工作線程函數
    void work() {
        while (true) {
            std::function<void()> task;
            {
                std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
                condition.wait(lock, [this] { return stop || !tasks.empty(); });
                if (stop && tasks.empty()) {
                    return;
                }
                task = std::move(tasks.front());
                tasks.pop();
            }
            task();
        }
    }

    std::vector<std::thread> workers;
    std::queue<std::function<void()>> tasks;
    std::mutex queue_mutex;
    std::condition_variable condition;
    bool stop = false;
};

使用示例:

int main() {
    // 創建一個包含4個工作線程的線程池
    ThreadPool pool(4);

    // 向線程池提交10個任務
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        pool.submit([i] {
            std::cout << "Task " << i << " executed by thread "<< std::this_thread::get_id()<< std::endl;
        });
    }

    // 主線程等待用戶輸入,以便觀察線程池的工作情況
    std::cin.get();

    return 0;
}

這個示例中的ThreadPool類包含一個工作線程向量、一個任務隊列、一個互斥鎖和一個條件變量。構造函數初始化指定數量的工作線程,每個線程都執行work函數。work函數在無任務時等待條件變量,當有新任務時通過條件變量喚醒線程執行任務。submit函數用于向線程池提交新任務。析構函數用于清理線程池并等待所有線程結束。

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