文章目錄

• 線程池的概念
• • 什么是線程池
  • 線程池的優點
  • 線程池的應用場景
• 線程池的實現
• • 實現思路
  • 代碼實現

線程池的概念

什么是線程池

顧名思義，線程池就是一個有很多空閑線程的池子（線程的數量受到限制），需要用到多執行流進行任務處理時，就從池子中喚醒一個線程去處理任務

線程池的優點

• 避免大量線程頻繁創建和銷毀帶來的時間成本
  ：如果在一開始即創建好線程，要用的時候直接從線程池中取出，用完再放回，這樣就大大減少了創建與銷毀帶來的時間成本
• 避免無限制的線程創建導致資源耗盡
  ：線程池限制了線程的數量，這樣就保證了不會因為線程創建過多導致資源耗竭，程序崩潰的情況

線程池的應用場景

有大量的數據處理請求，需要多執行流并發/并行處理

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線程池的實現

實現思路

首先線程池的核心，就是大量的線程和一個任務緩沖隊列。在線程池創建時就提前創建好一定數量的線程，如果有任務到來則將任務放入緩沖隊列中，此時喚醒線程池中的線程取出任務進行處理，如果線程池沒有空閑線程，則阻塞任務，直到有線程處理完任務回歸線程池中。同時，因為不同任務有不同的處理方法，所以要開放接口給外界，處理的數據和方法由外界自己定，線程池只負責調用對應的任務處理方法進行處理，不關心其中的內容。這樣就更具有靈活性。

代碼實現

下面就來實現一個線程池，具體的細節都有注釋

#include<iostream> #include<pthread.h> #include<cstdlib> #include<queue>//類型重命名,將處理的方法定義為一個函數指針 typedef void (*handler_t)(int);const size_t MAX_SIZE = 10;//任務 class ThreadTask {public://設置需要處理的數據與對應的處理方法void SetTask(int data, handler_t handler){_data = data;_handler = handler;}//處理數據void Run(){_handler(_data);}private:int _data;handler_t _handler; };//線程池 class ThreadPool {public:ThreadPool(size_t capacity = MAX_SIZE) : _capacity(capacity){pthread_cond_init(&_cond, NULL);pthread_mutex_init(&_mutex, NULL);//線程池提前創建線程for(size_t i = 0; i < _capacity; i++){pthread_t pid;int ret = pthread_create(&pid, NULL, start_routine, this);if(ret){std::cout << "線程創建失敗" << std::endl;exit(-1);}}}~ThreadPool(){pthread_cond_destroy(&_cond);pthread_mutex_destroy(&_mutex);}void Push(ThreadTask& Task){//互斥鎖保證線程安全pthread_mutex_lock(&_mutex);//將任務放入隊列中_queue.push(Task);pthread_mutex_unlock(&_mutex);//喚醒線程池全部線程，誰搶到誰就來處理這個任務pthread_cond_broadcast(&_cond);}//入口函數的參數只能有一個void*,所以需要寫為static函數來去掉隱含的this指針static void* start_routine(void *arg){//將void*強轉為需要的類型ThreadPool* pool = (ThreadPool*)arg;while(1){pthread_mutex_lock(&pool->_mutex); //如果任務隊列為空則使線程循環等待while(pool->_queue.empty()){pthread_cond_wait(&pool->_cond, &pool->_mutex);}ThreadTask Task;//將任務出隊進行處理Task = pool->_queue.front();pool->_queue.pop();pthread_mutex_unlock(&pool->_mutex);//解鎖后再處理，因為加鎖只是保證隊列操作的安全性Task.Run();}return NULL;}private://互斥鎖保證線程安全，條件變量保證任務的提交與處理同步pthread_cond_t _cond;pthread_mutex_t _mutex;size_t _capacity;std::queue<ThreadTask> _queue; };

下面寫一個函數來測試一下

#include "ThreadPool.hpp" #include<unistd.h>void handler1(int data) {std::cout << "線程ID:"<< pthread_self() <<" 處理奇數數據:" << data << std::endl;sleep(1); }void handler2(int data) {std::cout << "線程ID:"<< pthread_self() <<" 處理偶數數據:" << data << std::endl;sleep(1); }int main() {ThreadPool pool;for(int i = 0; i < 10; i++){ThreadTask task;//分別處理奇數和偶數if(i & 1){task.SetTask(i, handler1);}else{task.SetTask(i, handler2); }//任務放入隊列中pool.Push(task);}//休眠一段時間防止結束后主線程退出sleep(100);return 0; }

使用兩種不同的處理方法來分別處理0-9的奇偶數

運行截圖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++实现一个简易的线程池的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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