手搓一个C++11的线程池（含测试）

news2024/12/25 9:00:13

实现

首先要有线程池这个结构体：

互斥锁
条件变量
消息队列
关闭标志位

    struct Pool {
        std::mutex mtx;
        std::condition_variable cond;
        std::queue<std::function<void()>> tasks;
        bool isClosed;//用来退出无限循环
    };

【首先是线程池的对象】其实就是维护一个共享指针，指向这个pool结构体对象。注意是共享指针，因为这里的多个线程都要指向这个结构体对象

【线程池的构造函数】

开n个线程来detch。
最重要的是先加锁，随后开个无限的true循环（锁要给共享变量使用，所以在外面定义）：
- 如果有任务，那么就取出任务来，随后解锁进行任务的执行。执行完再上锁进行下一个循环。
- 如果没有任务，则查看标志位是否为false，如果是则解锁
- 不是上述两种情况，则条件变量等待

【析构函数】

加锁，将标志位关闭，随后通知所有条件变量。

【添加任务】

加锁，将任务添加至队列中，通知一个条件变量。
注意由于是模板函数，需要加入完美转发

代码：

class ThreadPool {
public:
	//构造函数--explicit是为了防止隐形转换
    explicit ThreadPool(size_t thread_num = 1):_pool(make_shared<Pool>()) {
        assert(thread_num > 0);
        for(size_t i = 0; i < thread_num; ++i) {
            thread([pool = _pool](){
                unique_lock<mutex>ul(pool->mx);
                while(true) {
                    if(!pool->tasks.empty()) {
                        auto task = move(pool->tasks.front());
                        pool->tasks.pop_front();
                        ul.unlock();
                        task();
                        ul.lock();
                    }
                    else if(pool->is_close) break;
                    else pool->cv.wait(ul);
                }
            }).detach();
        }

    }
    ~ThreadPool() {
        {
            lock_guard<mutex> lg(_pool->mx);
            _pool->is_close = true;
        }
        _pool->cv.notify_all();
    }
    //因为模板函数，所以注意「完美转发」问题
    template<typename T>
    void AddTask(T&& task){
        {
            lock_guard<mutex> lg(_pool->mx);
            _pool->tasks.push_back(forward<T>(task));
        }
        _pool->cv.notify_one(); 
    }



private:
    struct Pool {
        mutex mx;
        condition_variable cv;
        deque<function<void()>> tasks;
        bool is_close;
    };
    shared_ptr<Pool> _pool;
};

测试

首先注意，要引入两个头文件：

unistd.h这个是有linux下的sleep
bits/stdc++.h这个是有线程池、信号变量等

int main() {

    ThreadPool p(4);
    p.AddTask([](){sleep(1);cout << "hello,world" << endl;});
    p.AddTask([](){sleep(1);cout << "hello,world" << endl;});
    p.AddTask([](){sleep(1);cout << "hello,world" << endl;});
    p.AddTask([](){sleep(1);cout << "hello,world" << endl;});
    sleep(5);//睡眠5s
    return 0;
}
//注意编译程序时，是需要--> g++ test.cc -pthread -o test