【线程池项目（三）】线程池CACHED模式的实现

news2025/1/18 21:11:49

在上一篇【线程池项目（二）】线程池FIXED模式的实现中我们了解到到线程池fixed模式的大致实现原理，但对于一个比较完整的项目来说，我们还需要考虑到可能会发生的各种情况，比如用户提交的任务数可能在某一时刻急剧增加，而且每个任务的任务量比较小，在这种情况下，仅仅是在fixed模式下，可能会造成有些任务永远得不到执行或者等待非常久的时间，使用户体验变差。然，要是我们能够通过改良使能够执行任务的线程动态的创建和删除，那么就能很好的解决这个问题，也就是下面我们要介绍的cached模式下的线程池

由于第二篇中已经将线程池的关键技术点做了详细的介绍，而cached模式也是在fixed模式的基础上扩展而来的，所以对于下面的代码剖析仅仅关注于cached模式下的扩展部分

如果需要与本篇博客完全匹配的实现代码，也可以在我的gitee 上下载对应的源码

项目经历——基于C++新特性以及模板编程实现的线程池

- 一、cached模式设计的实现🧐🧐🧐
- 二、重点理解 ThreadPool::~ThreadPool()析构函数😮😮😮
- 三、思考 :thinking::thinking::thinking:
- 四、总结😩😩😩

一、cached模式设计的实现🧐🧐🧐

这里需要提一句，既然在cached模式下，我们涉及到线程的动态创建和删除，那么肯定也需要考虑到，当所有任务执行完后，对于空闲线程的资源回收问题，毕竟咱们的CPU资源有限。

🙉 ThreadPool：private
之前fixed模式下，我们使用的是线程列表vector（非线程安全），这里需要回收指定线程的话，需要将其换成unordered_map<int, std::unique_ptr<Thread>>，把每个线程对象都与一个线程ID对应起来方便管理，而线程ID的话是由Thread里的静态变量generateId_自己生成的，见下图二：

🙈 ThreadPool::start() / ThreadPool::submitTask()：
为了使每个线程对象都能够对应一个线程ID，不管是在刚开启线程池创建初始线程数时，还是在任务过多需要动态创建线程时，都需要在使用绑定器时预留一个参数占位符，供线程创建使用、线程回收时删除：

二、重点理解 ThreadPool::~ThreadPool()析构函数😮😮😮

🙊 线程池的析构函数这里很关键，通过设置线程池的运行状态，通知等待线程继续往下执行，用条件变量阻塞等待其他线程，判断其是否都已经结束

建议联系下面给出的线程函数方法的完整代码和测试程序认真理解，分析各种抢锁的情况，以及可能出现的问题，或者直接看我的博客【手写线程池（四）】项目死锁问题的分析

🥹 ThreadPool::threadFunc()：
对于线程回收机制，我们规定了两个条件

在fixed模式下，任务队列为空，无限期阻塞，不回收
在cached模式下，任务队列为空，每次等待1s，轮询至60s，若还是没有任务到来，则回收该线程

对于时间，我们使用C++11标准里边的

std::chrono::high_resolution_clock().now()来获取、
std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(now - lastTime).count()来记录时间差

下面来贴一段完整的实现线程函数的代码截图：