C++11线程池的实现

什么是线程池

处理大量并发任务,一个请求一个线程来处理请求任务,大量的线程创建和销毁将过多的消耗系统资源,还增加了线程上下文切换开销。

线程池通过在系统中预先创建一定数量的线程,当任务请求到来时从线程池中分配一个预先创建的线程去处理任务,线程在处理任务之后还可以重用,不用销毁,从而节省系统资源。对于多核处理器,线程会被分配到多个CPU,提高并行处理效率。每个线程独立阻塞,防止主线程被阻塞而使主流程被阻塞

半同步半异步线程池

三层

第一层:同步服务层,处理上层任务请求

第二层:同步排队层,上层的任务请求放到同步排队层中等待处理(同步队列)

第三层:异步服务层,多个线程同时处理排队层中的任务,从同步排队层取出任务并处理

C++11线程池的实现

线程池有两个活动过程

一个是往同步队列中添加任务过程

一个是从同步队列中取任务过程

C++11线程池的实现

实现

《深入应用C++11》有完整的代码,但是用到的C11技术很多——锁,条件变量,move,不好记,大体讲一下思路

需要实现两个类,一个类用于实现同步队列(SyncQueue类),另一个类用于实现线程池(ThreadPool)

SyncQueue类

同步队列类完全可以用生产者消费者代替,书上代码用的条件变量实现的同步队列,这个类有个六个成员变量:

缓冲区用list:template<typename T>  std::list<T> m_queue

互斥变量:std::mutex m_mutex

两个条件变量或者两个信号量,full和empty

同步队列最大size:int m_maxsize

停止标志:bool m_needstop

成员函数:

Take函数:取任务,P(full) mutex.lock mutex.unlock V(empty)

Add函数: P(empty) mutex.lock mutex.unlock V(full)

Stop函数

ThreadPool类

ThreadPool类有三个成员变量:

线程组:std::list<std::shared_ptr<std::thread>> m_threadgroup

同步队列: SyncQueue<Task> m_queue

停止线程池:bool m_running

成员函数:

Start:一个任务是创建线程放到线程组里,并取任务执行m_queue.Take

Stop:让同步队列中的线程停止,m_running = false 另外用thread.join来使每个调用中的线程结束

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