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C++線程池庫如何處理線程間的同步

c++
小樊
82
2024-09-06 10:33:00
欄目: 編程語言

在C++中,線程池庫通常使用互斥鎖(mutex)和條件變量(condition variable)來處理線程間的同步。這些同步原語可以確保線程安全地訪問共享數據,并在必要時暫停或喚醒線程。

以下是一個簡單的線程池示例,展示了如何使用C++11的互斥鎖和條件變量來處理線程間的同步:

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

class ThreadPool {
public:
    ThreadPool(size_t num_threads) {
        for (size_t i = 0; i < num_threads; ++i) {
            workers.emplace_back([this]() {
                while (true) {
                    std::function<void()> task;
                    {
                        std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
                        condition.wait(lock, [this]() { return !tasks.empty() || stop; });
                        if (stop && tasks.empty()) {
                            return;
                        }
                        task = std::move(tasks.front());
                        tasks.pop();
                    }
                    task();
                }
            });
        }
    }

    ~ThreadPool() {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
            stop = true;
        }
        condition.notify_all();
        for (auto& worker : workers) {
            worker.join();
        }
    }

    template<typename F, typename... Args>
    void enqueue(F&& f, Args&&... args) {
        auto task = std::make_shared<std::packaged_task<void()>>(
            std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...));
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
            tasks.push([task]() { (*task)(); });
        }
        condition.notify_one();
    }

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

int main() {
    ThreadPool pool(4);

    for (int i = 0; i < 8; ++i) {
        pool.enqueue([i]() {
            std::cout << "Task " << i << " executed by thread "<< std::this_thread::get_id()<< std::endl;
        });
    }

    return 0;
}

在這個示例中,我們創建了一個名為ThreadPool的類,它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。當線程池被銷毀時,所有工作線程將被停止并加入。

enqueue函數模板用于將任務添加到任務隊列中。每個工作線程在一個無限循環中等待任務隊列中的任務。當條件變量被通知時,線程將檢查任務隊列是否非空。如果隊列非空,線程將獲取任務并執行它。如果線程池被停止且任務隊列為空,工作線程將退出循環并結束執行。

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