线程池定义 (来自ChatGPT)

线程池是一种用于管理和复用线程的机制。它可以提高程序的性能和效率，特别是在处理大量并发任务时。

线程池中包含一定数量的线程，这些线程可以重复执行多个任务。当有任务需要执行时，可以将任务提交给线程池，线程池会选择一个可用的线程来执行任务。任务执行完毕后，线程会返回线程池，等待下一个任务的到来。

线程池的优点：

降低线程创建和销毁的开销：线程的创建和销毁是比较耗费资源的操作，使用线程池可以避免频繁地创建和销毁线程，提高程序的性能。提高系统的响应速度：线程池中的线程可以立即执行任务，而不需要等待线程的创建和启动时间。控制并发线程数：线程池可以限制同时执行的线程数量，避免系统资源被过度占用，提高系统的稳定性。提供线程的管理和监控机制：线程池可以统一管理线程的状态、生命周期和执行情况，方便监控和调试。

线程池的缺点：

需要合理配置：线程池的性能和效果受到配置参数的影响，需要根据具体的应用场景和硬件环境来合理配置线程池的大小、任务队列的大小等参数。可能引发资源泄露：如果线程池中的线程长时间闲置而不被使用，可能会导致资源的浪费和泄露。可能引发死锁：在使用线程池时，如果任务之间存在依赖关系，可能会引发死锁问题，需要额外的注意和处理。

在使用线程池时，需要根据任务的类型和系统的负载情况来配置线程池的参数，如线程数量、任务队列的大小和拒绝策略等，以达到最佳的性能和资源利用率。

线程池实现

C++ 线程池实现

<code>// ThreadPool.hpp

#ifndef _THREAD_POOL_HPP_

#define _THREAD_POOL_HPP_

#include <iostream>

#include <mutex>

#include <queue>

#include <thread>

#include <vector>

#include <future>

#include <functional>

#include <condition_variable>

class ThreadPool {

public:

ThreadPool(size_t numThreads) {

for (size_t i = 0; i < numThreads; ++i) {

threads.emplace_back([this] {

while (true) {

std::function<void()> task;

{

std::unique_lock<std::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();

}

});

}

}

template <typename Func, typename... Args>

auto enqueue(Func&& func, Args&&... args)

-> std::future<typename std::result_of<Func(Args...)>::type> {

using return_type = typename std::result_of<Func(Args...)>::type;

auto task = std::make_shared<std::packaged_task<return_type()>>(

std::bind(std::forward<Func>(func), std::forward<Args>(args)...));

std::future<return_type> res = task->get_future();

{

std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);

if (stop) {

throw std::runtime_error("enqueue on stopped ThreadPool");

}

tasks.emplace([task]() { (*task)(); });

}

condition.notify_one();

return res;

}

~ThreadPool() {

{

std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);

stop = true;

}

condition.notify_all();

for (std::thread& thread : threads) {

thread.join();

}

}

private:

std::vector<std::thread> threads;

std::queue<std::function<void()>> tasks;

std::mutex queue_mutex;

std::condition_variable condition;

bool stop = false;

};

#endif

这个线程池实现使用了 C++11 的多线程库，包括 std::thread、std::mutex、std::condition_variable 等。它的主要功能是将任务添加到队列中，并在多个线程之间分配任务。具体来说，它包括以下几个部分：

构造函数：创建指定数量的线程，并将它们放入线程池中。enqueue 函数：将任务添加到队列中，并返回一个 std::future 对象，用于获取任务的返回值。析构函数：停止所有线程，并等待它们完成任务。

在 enqueue 函数中，我们使用了 std::packaged_task 和 std::bind 来将函数和参数绑定在一起，从而创建一个可调用对象。然后，我们将这个可调用对象封装在一个 std::function 对象中，并将它添加到任务队列中。最后，我们使用 std::condition_variable 来通知等待的线程有新的任务可用。

// main.cpp

#include <iostream>

#include <chrono>

#include "ThreadPool.hpp"

void task(int id) {

std::cout << "Task " << id << " started" << std::endl;

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));

std::cout << "Task " << id << " finished" << std::endl;

}

int main() {

ThreadPool pool(4);

for (int i = 0; i < 8; ++i) {

pool.enqueue(task, i);

}

return 0;

}