C++实现线程池的简单方法示例
时间：2020-11-07 00:00:18 | 栏目：C代码 | 点击：次
最近自己写了一个线程池。
总的来说，线程池就是有一个任务队列，一个线程队列，线程队列不断地去取任务队列中的任务来执行，当任务队列中为空时，线程阻塞等待新的任务添加过来。
我是用queue来存放任务，vector存放thread*，然后用condition_variable 来设置线程阻塞和唤醒。
下面直接上代码吧。
线程池类头文件Thread_Pool.h
/********************************************
线程池头文件
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;//定义线程执行函数类型，方便后面编码使用。
//任务类
class Task {
public:
Task() {}
~Task() {}
int push(Func func);//添加任务;
int getTaskNum();//获得当前队列中的任务数;
Func pop();//取出待执行的任务;
public:
std::mutex mx;//锁;
private:
std::queue<Func> tasks;//任务队列
};
//线程池类
class Thread_Pool {
public:
Thread_Pool() :IsStart(false) {}
~Thread_Pool();
int addTasks(Func tasks);//添加任务;
void start();//开启线程池;
void stop();//关闭线程池;
void run();//线程工作函数;
int getTaskNum();//获得当前队列中的任务数;
private:
static const int maxThreadNum = 3;//最大线程数为3;
std::condition_variable cond;//条件量;
std::vector<std::thread*> threads;//线程向量;
std::atomic<bool> IsStart;//原子变量，判断线程池是否运行;
Task tasks;//任务变量;
};
#endif
然后是线程池类成员函数定义文件Thread_Pool.cpp
/********************************************
线程池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 << "线程 " << T->get_id() << " 已停止。" << std::endl;
T->join();
if (T != nullptr)
{
delete T;
T = nullptr;
}
}
std::cout << "所有线程已停止。" << std::endl;
}
Thread_Pool::~Thread_Pool() {
if (IsStart)
{
stop();
}
}
最后是测试用的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 << "线程池创建失败。" << 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;
}
执行的效果如下：
线程唤醒和阻塞的逻辑就是在线程工作函数run函数中，判断队列是否为空，若为空则设置锁并调用condition变量的wait函数，释放这个线程中的锁并阻塞线程，等待任务队列中新的任务添加进来后，
condition变量通过notify_one()随机唤醒一个在wait的线程，取出队列中的任务执行。
写这个线程池的过程中碰到的最主要需要注意的就是锁的使用，在对队列的写和释放时要注意加锁，在需要阻塞线程时，要注意通过{}设置锁的范围。
IsStart是原子的，所以在写这个变量的时候没有另外加锁。
目前我觉得这个线程池的缺陷就是可执行函数的类型被写死了，有尝试对Task类使用模板类，但是在Thread_Pool中还是要指明Task模板类的类型参数，要是有大神指点下就好了- -。
就先记录这么多，感觉这个线程池的还是有很多可以改进的地方的，也欢迎大家指出不足。