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這篇文章主要為大家展示了C++如何實現線程池，內容簡而易懂，希望大家可以學習一下，學習完之后肯定會有收獲的，下面讓小編帶大家一起來看看吧。
最近自己寫了一個線程池。
總的來說，線程池就是有一個任務隊列，一個線程隊列，線程隊列不斷地去取任務隊列中的任務來執行，當任務隊列中為空時，線程阻塞等待新的任務添加過來。
我是用queue來存放任務，vector存放thread*，然后用condition_variable 來設置線程阻塞和喚醒。
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;//定義線程執行函數類型，方便后面編碼使用。
//任務類
class Task {
public:
Task() {}
~Task() {}
int push(Func func);//添加任務;
int getTaskNum();//獲得當前隊列中的任務數;
Func pop();//取出待執行的任務;
public:
std::mutex mx;//鎖;
private:
std::queue<Func> tasks;//任務隊列
};
//線程池類
class Thread_Pool {
public:
Thread_Pool() :IsStart(false) {}
~Thread_Pool();
int addTasks(Func tasks);//添加任務;
void start();//開啟線程池;
void stop();//關閉線程池;
void run();//線程工作函數;
int getTaskNum();//獲得當前隊列中的任務數;
private:
static const int maxThreadNum = 3;//最大線程數為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，判斷線程池是否運行;
Task tasks;//任務變量;
};
#endif然后是線程池類成員函數定義文件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run函數中，判斷隊列是否為空，若為空則設置鎖并調用condition變量的wait函數，釋放這個線程中的鎖并阻塞線程，等待任務隊列中新的任務添加進來后，
condition變量通過notify_one()隨機喚醒一個在wait的線程，取出隊列中的任務執行。
寫這個線程池的過程中碰到的最主要需要注意的就是鎖的使用，在對隊列的寫和釋放時要注意加鎖，在需要阻塞線程時，要注意通過{}設置鎖的范圍。
IsStart是原子的，所以在寫這個變量的時候沒有另外加鎖。
以上就是關于C++如何實現線程池的內容，如果你們有學習到知識或者技能，可以把它分享出去讓更多的人看到。
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