C++线程池库如何处理线程间的同步

在C++中，线程池库通常使用互斥锁（mutex）和条件变量（condition variable）来处理线程间的同步。这些同步原语可以确保线程安全地访问共享数据，并在必要时暂停或唤醒线程。

以下是一个简单的线程池示例，展示了如何使用C++11的互斥锁和条件变量来处理线程间的同步：

#include<iostream>
#include<vector>
#include<queue>
#include<thread>
#include <mutex>
#include<condition_variable>

class ThreadPool {
public:
    ThreadPool(size_t num_threads) {
        for (size_t i = 0; i < num_threads; ++i) {
            workers.emplace_back([this]() {
                while (true) {
                    std::function<void()> task;
                    {
                        std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
                        condition.wait(lock, [this]() { return !tasks.empty() || stop; });
                        if (stop && tasks.empty()) {
                            return;
                        }
                        task = std::move(tasks.front());
                        tasks.pop();
                    }
                    task();
                }
            });
        }
    }

    ~ThreadPool() {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
            stop = true;
        }
        condition.notify_all();
        for (auto& worker : workers) {
            worker.join();
        }
    }

    template<typename F, typename... Args>
    void enqueue(F&& f, Args&&... args) {
        auto task = std::make_shared<std::packaged_task<void()>>(
            std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...));
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
            tasks.push([task]() { (*task)(); });
        }
        condition.notify_one();
    }

private:
    std::vector<std::thread> workers;
    std::queue<std::function<void()>> tasks;
    std::mutex queue_mutex;
    std::condition_variable condition;
    bool stop = false;
};

int main() {
    ThreadPool pool(4);

    for (int i = 0; i < 8; ++i) {
        pool.enqueue([i]() {
            std::cout << "Task " << i << " executed by thread "<< std::this_thread::get_id()<< std::endl;
        });
    }

    return 0;
}

在这个示例中，我们创建了一个名为ThreadPool的类，它包含一个工作线程向量、一个任务队列、一个互斥锁和一个条件变量。当线程池被销毁时，所有工作线程将被停止并加入。

enqueue函数模板用于将任务添加到任务队列中。每个工作线程在一个无限循环中等待任务队列中的任务。当条件变量被通知时，线程将检查任务队列是否非空。如果队列非空，线程将获取任务并执行它。如果线程池被停止且任务队列为空，工作线程将退出循环并结束执行。