c++11最简单的线程池实现

我就是我 2022-03-21 08:52 182阅读 0赞

线程池是在处理高并发任务中有比较重要的价值,他的实现最基本原理就[生产者和消费者模型][Link 1],刚开始就开一定数量的线程,以程序中的某些功能模块为对象,以生产者与消费者模型为基本原理,不断使用这些固定数量的线程调度进行处理,避免了在高并发情况下,不断开辟线程造成的进程资源消耗.下面是一个简单的线程池程序,主要使用C++11中一些简单的新特性的最简单的线程池实现.  
`ThreadPool.h`

#pragma once
    
    #include <iostream>
    #include<stdlib.h>
    #include<thread>
    #include<mutex>
    #include<condition_variable>
    #include<vector>
    #include<functional>
    #include<queue>
    #define N 10
    using namespace std;
    class ThreadPool{
        
    
    public:
        //自定义void()的函数类型
        typedef function<void()>Task;
    
        ThreadPool();
        ~ThreadPool();
        
    public:
        size_t initnum;
        //线程数组
        vector<thread>threads ;
        
        //任务队列
        queue<Task>task ;
        
        //互斥锁条件变量
        mutex _mutex ;
        condition_variable cond ;
        
        //线程池工作结束时为真
        bool done ;
        
        //队列是否为空
        bool isEmpty ;
        //队列是否为满
        bool isFull;
    
    public:
        void addTask(const Task&f);
        void start(int num);
        void setSize(int num);
        void runTask();
        void finish();
    };

`ThreadPool.cpp`

#include"ThreadPool.h"
    ThreadPool ::ThreadPool():done(false),isEmpty(true),isFull(false){
        
    }
    
    //设置池中初始线程数
    void ThreadPool::setSize(int num){
        
            (*this).initnum = num ;
    }
    
    //添加任务
    void ThreadPool::addTask(const Task&f){
        
       
        if(!done){
        
            //保护共享资源    
            unique_lock<mutex>lk(_mutex);
            
            //要是任务数量到了最大,就等待处理完再添加
            while(isFull){
        
                cond.wait(lk);
            }
    
            //给队列中添加任务
            task.push(f);
            
            if(task.size()==initnum)
                isFull = true;
            
            cout<<"Add a task"<<endl;
            isEmpty = false ;
            cond.notify_one();
        }
    }
    
    void ThreadPool::finish(){
        
        
            //线程池结束工作
            for(size_t i =0 ;i<threads.size();i++){
        
                   threads[i].join() ;
            }
    }
    
    void ThreadPool::runTask(){
        
        
        //不断遍历队列,判断要是有任务的话,就执行
        while(!done){
        
    
            unique_lock<mutex>lk(_mutex);
            
            //队列为空的话,就等待任务
            while(isEmpty){
        
                cond.wait(lk);
            }
            
            Task ta ;
            //转移控制快,将左值引用转换为右值引用
            ta = move(task.front());  
            task.pop();
            
            if(task.empty()){
        
                isEmpty = true ;    
            }    
            
            isFull =false ;
            ta();
            cond.notify_one();
        }
    }
    
    void ThreadPool::start(int num){
        
        
        setSize(num);
        
        for(int i=0;i<num;i++){
                
            threads.push_back(thread(&ThreadPool::runTask,this));
        }
    }
    ThreadPool::~ThreadPool(){
           
    }

`Test.cpp`

#include <iostream>
    #include"ThreadPool.h"
    void func(int i){
        
        cout<<"task finish"<<"------>"<<i<<endl;
    }
    int main()
    {
        
    
        ThreadPool p ;
        p.start(N);
        int i=0;
    
        while(1){
        
            i++;
            //调整线程之间cpu调度,可以去掉
           this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
            auto task = bind(func,i);
            p.addTask(task);
        }
    
        p.finish();
        return 0;
    }

`简单的makefile`

CC = g++
    CXXFLAGS=-lpthread -g
    target:Test.cpp ThreadPool.o
    	$(CC) Test.cpp ThreadPool.o -o Test $(CXXFLAGS)
    ThreadPool.o:ThreadPool.cpp
    	$(CC) -c ThreadPool.cpp $(CXXFLAGS)
    clean:
    	rm *.o

`运行截图`  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNjgxMjQx_size_16_color_FFFFFF_t_70]

[Link 1]: https://blog.csdn.net/qq_41681241/article/details/86708303
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