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這篇文章主要為大家展示了C++如何實(shí)現(xiàn)線程池,內(nèi)容簡(jiǎn)而易懂,希望大家可以學(xué)習(xí)一下,學(xué)習(xí)完之后肯定會(huì)有收獲的,下面讓小編帶大家一起來(lái)看看吧。
最近自己寫了一個(gè)線程池。
總的來(lái)說(shuō),線程池就是有一個(gè)任務(wù)隊(duì)列,一個(gè)線程隊(duì)列,線程隊(duì)列不斷地去取任務(wù)隊(duì)列中的任務(wù)來(lái)執(zhí)行,當(dāng)任務(wù)隊(duì)列中為空時(shí),線程阻塞等待新的任務(wù)添加過(guò)來(lái)。
我是用queue來(lái)存放任務(wù),vector存放thread*,然后用condition_variable 來(lái)設(shè)置線程阻塞和喚醒。
下面直接上代碼吧。
線程池類頭文件Thread_Pool.h
/******************************************** 線程池頭文件 Author:十面埋伏但莫慌 Time:2020/05/03 *********************************************/ #pragma once #ifndef _THREAD_POOL_H_ #define _THREAD_POOL_H_ #include<thread> #include<queue> #include<mutex> #include<atomic> #include<vector> #include<condition_variable> typedef std::function<void()> Func;//定義線程執(zhí)行函數(shù)類型,方便后面編碼使用。 //任務(wù)類 class Task { public: Task() {} ~Task() {} int push(Func func);//添加任務(wù); int getTaskNum();//獲得當(dāng)前隊(duì)列中的任務(wù)數(shù); Func pop();//取出待執(zhí)行的任務(wù); public: std::mutex mx;//鎖; private: std::queue<Func> tasks;//任務(wù)隊(duì)列 }; //線程池類 class Thread_Pool { public: Thread_Pool() :IsStart(false) {} ~Thread_Pool(); int addTasks(Func tasks);//添加任務(wù); void start();//開啟線程池; void stop();//關(guān)閉線程池; void run();//線程工作函數(shù); int getTaskNum();//獲得當(dāng)前隊(duì)列中的任務(wù)數(shù); private: static const int maxThreadNum = 3;//最大線程數(shù)為3; std::condition_variable cond;//條件量; std::vector<std::thread*> threads;//線程向量; std::atomic<bool> IsStart;//原子變量,判斷線程池是否運(yùn)行; Task tasks;//任務(wù)變量; }; #endif
然后是線程池類成員函數(shù)定義文件Thread_Pool.cpp
/******************************************** 線程池CPP文件 Author:十面埋伏但莫慌 Time:2020/05/03 *********************************************/ #include"Thread_Pool.h" #include<iostream> int Task::push(Func func) { std::unique_lock<std::mutex> lock(mx); try { tasks.emplace(func); } catch (std::exception e) { throw e; return -1; } return 0; } int Task::getTaskNum() { return tasks.size(); } Func Task::pop() { std::unique_lock<std::mutex> lock(mx); Func temp; if (tasks.empty()) return temp; else { temp = tasks.front(); tasks.pop(); return temp; } } int Thread_Pool::addTasks(Func func) { int ret = tasks.push(func); cond.notify_one(); return ret; } void Thread_Pool::start() { if (!IsStart) { IsStart = true; for (int i = 0; i < maxThreadNum; i++) { threads.emplace_back(new std::thread(std::bind(&Thread_Pool::run,this))); } } } void Thread_Pool::run() { while (IsStart) { Func f; if (tasks.getTaskNum() == 0 && IsStart) { std::unique_lock<std::mutex> lock(tasks.mx); cond.wait(lock); } if (tasks.getTaskNum() != 0 && IsStart) { f = tasks.pop(); if(f) f(); } } } int Thread_Pool::getTaskNum() { return tasks.getTaskNum(); } void Thread_Pool::stop() { IsStart = false; cond.notify_all(); for (auto T : threads) { std::cout << "線程 " << T->get_id() << " 已停止。" << std::endl; T->join(); if (T != nullptr) { delete T; T = nullptr; } } std::cout << "所有線程已停止。" << std::endl; } Thread_Pool::~Thread_Pool() { if (IsStart) { stop(); } }
最后是測(cè)試用的main.cpp
#include<iostream> #include"Thread_Pool.h" using namespace std; void string_out_one() { cout << "One!" << endl; } void string_out_two() { cout << "Two!" << endl; } void string_out_three() { cout << "Three!" << endl; } int main() { { Thread_Pool Pool; try { Pool.start(); } catch (std::exception e) { throw e; cout << "線程池創(chuàng)建失敗。" << endl; } for (int i = 0; i < 50000 ;) { if (Pool.getTaskNum() < 1000) { Pool.addTasks(string_out_one); Pool.addTasks(string_out_two); Pool.addTasks(string_out_three); std::cout << i++ << std::endl; } } getchar(); } getchar(); return 0; }
執(zhí)行的效果如下:
線程喚醒和阻塞的邏輯就是在線程工作函數(shù)run函數(shù)中,判斷隊(duì)列是否為空,若為空則設(shè)置鎖并調(diào)用condition變量的wait函數(shù),釋放這個(gè)線程中的鎖并阻塞線程,等待任務(wù)隊(duì)列中新的任務(wù)添加進(jìn)來(lái)后,
condition變量通過(guò)notify_one()隨機(jī)喚醒一個(gè)在wait的線程,取出隊(duì)列中的任務(wù)執(zhí)行。
寫這個(gè)線程池的過(guò)程中碰到的最主要需要注意的就是鎖的使用,在對(duì)隊(duì)列的寫和釋放時(shí)要注意加鎖,在需要阻塞線程時(shí),要注意通過(guò){}設(shè)置鎖的范圍。
IsStart是原子的,所以在寫這個(gè)變量的時(shí)候沒(méi)有另外加鎖。
以上就是關(guān)于C++如何實(shí)現(xiàn)線程池的內(nèi)容,如果你們有學(xué)習(xí)到知識(shí)或者技能,可以把它分享出去讓更多的人看到。
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