使用C++11实现线程池的两种方法
概述：什么是线程池？
因为程序边运行边创建线程是比较耗时的，所以我们通过池化的思想：在程序开始运行前创建多个线程，这样，程序在运行时，只需要从线程池中拿来用就可以了．大大提高了程序运行效率．
如何实现：
一般线程池都会有以下几个部分构成：
1. 线程池管理器（ThreadPoolManager）:用于创建并管理线程池
2. 工作线程（WorkThread）: 线程池中线程
3. 任务队列:用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。
4. 用于添加任务的接口
总的来讲，就是先创建几个线程，然后这些线程等待任务队列，不为空拿出任务执行即可（任务可以是对象，也可以是某个函数）．
第一种实现：
#ifndef _THREADPOOL_H
#define _THREADPOOL_H
#include <vector>
#include <queue>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <condition_variable>
#include <memory> //unique_ptr
const int MAX_THREADS = 1000; //最大线程数目
template <typename T>
class threadPool
{
public:
/*默认开一个线程*/
threadPool(int number = 1);
~threadPool();
/*往请求队列＜task_queue＞中添加任务<T *>*/
bool append(T *request);
private:
/*工作线程需要运行的函数,不断的从任务队列中取出并执行*/
static void *worker(void *arg);
void run();
private:
std::vector<std::thread> work_threads; /*工作线程*/
std::queue<T *> tasks_queue; /*任务队列*/
std::mutex queue_mutex;
std::condition_variable condition; /*必须与unique_lock配合使用*/
bool stop;
};
template <typename T>
threadPool<T>::threadPool(int number) : stop(false)
{
if (number <= 0 || number > MAX_THREADS)
throw std::exception();
for (int i = 0; i < number; i++)
{
std::cout << "创建第" << i << "个线程 " << std::endl;
/*
std::thread temp(worker, this);
不能先构造再插入
*/
work_threads.emplace_back(worker, this);
}
}
template <typename T>
inline threadPool<T>::~threadPool()
{
/*世上最大 bug 就是因为我写的这个．shit */
//work_threads.clear();
{
std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
stop = true;
}
condition.notify_all();
for (auto &ww : work_threads)
ww.join();
}
template <typename T>
bool threadPool<T>::append(T *request)
{
/*操作工作队列时一定要加锁，因为他被所有线程共享*/
queue_mutex.lock();
tasks_queue.push(request);
queue_mutex.unlock();
condition.notify_one(); //线程池添加进去了任务，自然要通知等待的线程
return true;
}
template <typename T>
void *threadPool<T>::worker(void *arg)
{
threadPool *pool = (threadPool *)arg;
pool->run();
return pool;
}
template <typename T>
void threadPool<T>::run()
{
while (!stop)
{
std::unique_lock<std::mutex> lk(this->queue_mutex);
/* unique_lock() 出作用域会自动解锁 */
this->condition.wait(lk, [this] { return !this->tasks_queue.empty(); });
//如果任务队列不为空，就停下来等待唤醒
if (this->tasks_queue.empty())
{
continue;
}
else
{
T *request = tasks_queue.front();
tasks_queue.pop();
if (request)
request->process();
}
}
}
#endif
测试代码：
#include "threadPool.h"
#include<string>
using namespace std;
class Task
{
public:
void process()
{
cout << "run........." << endl;
}
};
int main(void)
{
threadPool<Task> pool(6);
std::string str;
while (1)
{
Task *tt = new Task();
//使用智能指针
pool.append(tt);
delete tt;
}
}
我测试的时候是没有一点毛病的哦．．．．．．
第二种实现(适用于需传参，需要将非静态线程函数写在类中的情况)：
#ifndef _THREADPOOL_H
#define _THREADPOOL_H
#include <vector>
#include <queue>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <condition_variable>
#include <memory> //unique_ptr
#include <functional>
const int MAX_THREADS = 1000; //最大线程数目
typedef std::function<void(void)> Task;
class threadPool
{
public:
/*默认开一个线程*/
threadPool(int number = 1);
~threadPool();
/*往请求队列＜task_queue＞中添加任务<T *>*/
bool append(Task task);
private:
/*工作线程需要运行的函数,不断的从任务队列中取出并执行*/
static void *worker(void *arg);
void run();
private:
std::vector<std::thread> work_threads; /*工作线程*/
std::queue<Task> tasks_queue; /*任务队列*/
std::mutex queue_mutex;
std::condition_variable condition; /*必须与unique_lock配合使用*/
bool stop;
};
threadPool::threadPool(int number) : stop(false)
{
if (number <= 0 || number > MAX_THREADS)
throw std::exception();
for (int i = 0; i < number; i++)
{
std::cout << "创建第" << i << "个线程 " << std::endl;
work_threads.emplace_back(threadPool::worker, this);
}
}
inline threadPool::~threadPool()
{
{
std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
stop = true;
}
condition.notify_all();
for (auto &ww : work_threads)
ww.join();
}
bool threadPool::append(Task task)
{
/*操作工作队列时一定要加锁，因为他被所有线程共享*/
queue_mutex.lock();
tasks_queue.push(task);
queue_mutex.unlock();
condition.notify_one(); //线程池添加进去了任务，自然要通知等待的线程
return true;
}
void *threadPool::worker(void *arg)
{
threadPool *pool = (threadPool *)arg;
pool->run();
return pool;
}
void threadPool::run()
{
while (!stop)
{
std::unique_lock<std::mutex> lk(this->queue_mutex);
/* unique_lock() 出作用域会自动解锁 */
this->condition.wait(lk, [this] { return !this->tasks_queue.empty(); });
//如果任务队列不为空，就停下来等待唤醒
if (this->tasks_queue.empty())
{
continue;
}
else
{
Task task = tasks_queue.front();
tasks_queue.pop();
task();
}
}
}
#endif
测试：
#include "threadPool_2.h"
using namespace std;
class Test
{
public:
void process_no_static_bind(const int i, const int j) /*推荐使用*/
{
cout << "bind: i==" << i << " "
<< "j==" << j << endl;
}
};
int main(void)
{
threadPool pool(6);
Test tt_bind;
while (true)
{
pool.append(std::bind(&Test::process_no_static_bind, &tt_bind, 3, 4));
}
}
