【導讀】：C 線程池一直都是各位程序員們造輪子的首選項目之一。今天，小編帶大家一起來看看這個輕量的線程池，本線程池是header-only的，并且整個文件只有100行，其中C 的高級用法有很多，很值得我們學習，一起來看看吧。

以下是正文

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線程池

C 帶有線程操作，異步操作，就是沒有線程池，至于線程池的概念，我先搜一下別人的解釋：

一般而言,線程池有以下幾個部分:

1. 完成主要任務的一個或多個線程。

2. 用于調度管理的管理線程。

3. 要求執行的任務隊列。

我來講講人話：你的函數需要在多線程中運行，但是你又不能每來一個函數就開啟一個線程，所以你就需要固定的N個線程來跑執行，但是有的線程還沒有執行完，有的又在空閑，如何分配任務呢，你就需要封裝一個線程池來完成這些操作，有了線程池這層封裝，你就只需要告訴它開啟幾個線程，然后直接塞任務就行了，然后通過一定的機制獲取執行結果。

這里有一個100行實現線程池的操作：

https://github.com/progschj/ThreadPool/blob/master/ThreadPool.h

分析源代碼 頭文件

#include?#include?#include?#include?#include?#include?#include?#include?#include?

vector,queue,momory 都沒啥說的，thread線程相關，mutex 互斥量，解決資源搶占問題，condition_variable 條件量，用于喚醒線程和阻塞線程,future 從使用的角度出發，它是一個獲取線程數據的函數。functional 函數子，可以理解為規范化的函數指針。stdexcept 就跟它的名字一樣，標準異常。

class?ThreadPool?{public:????ThreadPool(size_t);????template<class?F,?class...?Args>????auto?enqueue(F&&?f,?Args&&...?args)?????????->?std::future<typename?std::result_of::type>;????~ThreadPool();private:????//?need?to?keep?track?of?threads?so?we?can?join?them????std::vector<?std::thread?>?workers;????//?the?task?queue????std::queue<?std::function?>?tasks;?????//?synchronization????std::mutex?queue_mutex;????std::condition_variable?condition;????bool?stop;};

線程池的聲明，構造函數，一個enqueue模板函數 返回std::future, 然后這個type又利用了運行時檢測（還是編譯時檢測?）推斷出來的，非常的amazing啊。成功的使用一行代碼反復套娃，這高階的用法就是大佬的水平嗎，i了i了。

workers 是vector<:thread> 俗稱工作線程。

std::queue<std::function> tasks 俗稱任務隊列。

那么問題來了，這個任務隊列的任務只能是void() 類型的嗎？感覺沒那么簡單，還得接著看吶。

mutex,condition_variable 沒啥講的,stop 控制線程池停止的。

// the constructor just launches some amount of workersinline ThreadPool::ThreadPool(size_t threads) ? ?: ? stop(false){ ? ?for(size_t i = 0;i ? ? ? ?workers.emplace_back( ? ? ? ? ? ?[this] ? ? ? ? ? ?{ ? ? ? ? ? ? ? ?for(;;) ? ? ? ? ? ? ? ?{ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?std::function task;{ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?std::unique_lock<:mutex> lock(this->queue_mutex); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?this->condition.wait(lock, ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[this]{ return this->stop || !this->tasks.empty(); }); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?if(this->stop && this->tasks.empty()) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?return; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?task = std::move(this->tasks.front()); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?this->tasks.pop(); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?}task(); ? ? ? ? ? ? ? ?} ? ? ? ? ? ?} ? ? ? ?);}

大佬寫的注釋就是這么樸實無華，說這個構造函數僅僅是把一定數量的線程塞進去，我是看了又看才悟出來這玩意是什么意思……雖然本質上的確是它說的只是把線程塞進去，但是這個線程也太繞了。

workers.emplace_back 參數是一個lambda表達式，不會阻塞，也就是說最外層的是一個異步函數，每個線程里面的事情才是重點。

labmda表達式中最外層是一個死循環，至于為什么是for(;;)而不是while(1) 這雖然不是重點，不過大佬的用法還是值得揣摩的，我估計是效率會更高？

task 申明后，緊跟著一個大括號，這個{}里面的部分，是一個同步操作，至于為什么用this->lock 而不是直接使用[&]來捕獲參數，想來也是處于內存考慮。精打細算的風格像極了摳門的地主，i了i了。

緊接著一個wait(lock,condtion)的操作，像極了千層餅的套路。

第一層：這TM不是要鎖死自己啊？這樣不是構造都得卡死？

第二層：我們看到它emplace_back了一個線程，不會阻塞，但是等開鎖，鎖不就在它自己的線程里面嘛？那不得鎖死了啊？

第三層：我們看到這個lock其實只是個包裝，真正的鎖是外層的mutex，所以從這里是不存在死鎖的。但是你的wait的condition怎么可能不懂呢，必須要 stop 或者 !empty 才wait嗎？

第四層：我們查資料發現后面的condition是返回false才會wait，也就是說要!stop && empty才會wait，就是說這個線程池是 運行態，并且沒有任務才才會執行等待操作！否則就不等了，直接沖！

第五層：既然你判斷了上面判斷了stop和非空，為啥下面還要判斷stop和空才退出呢？不顯得冗余？

第六層：要確定它的確是被置為stop了，且隊列執行空了，它才能夠光榮退休。有沒有問題呢，有，最后所有線程都阻塞了，你stop置為true它們也不知道啊……

我估計它的stop會有喚醒所有線程的操作，不過如果有的在執行，有的在等待，應該沒辦法都通知到位，但是在執行的在下一次判斷的時候也能正常退出。

因為有了疑惑，我們就想看stop相關的操作，結果發現放在了析構函數里面……

//?the?destructor?joins?all?threadsinline?ThreadPool::~ThreadPool(){????{????????std::unique_lock<:mutex>?lock(queue_mutex);????????stop?=?true;????}????condition.notify_all();????for(std::thread?&worker:?workers)????????worker.join();}

{}里面上鎖進行了stop為true的操作，至于為什么不用原子操作，我也不知道，但是仔細想了下大概是因為本來就有一把鎖了，再用原子就不是內味兒了。然后它果然通知了所有，并且還把工作線程join了。也就是等它們結束。

結束了千層餅の解析之后，我們看看最重要的入隊操作

// add new work item to the pooltemplate<class F, class... Args>auto ThreadPool::enqueue(F&& f, Args&&... args) ? ?-> std::future<typename std::result_of::type>{ ? ?using return_type = typename std::result_of::type;auto task = std::make_shared< std::packaged_task >( ? ? ? ? ? ?std::bind(std::forward(f), std::forward(args)...) ? ? ? ?); ? ?std::future res = task->get_future(); ? ?{ ? ? ? ?std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);// don't allow enqueueing after stopping the pool ? ? ? ?if(stop) ? ? ? ? ? ?throw std::runtime_error("enqueue on stopped ThreadPool");tasks.emplace([task](){ (*task)(); });

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C 11实现的100行线程池的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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