C++中如何实现自定义线程池库 - 问答

在C++中，可以使用C++11标准中的线程和互斥锁等特性来实现一个简单的线程池库。以下是一个基本的线程池实现：

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

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;
};

这个线程池实现包含以下几个部分：

ThreadPool类定义了线程池的基本结构，包括工作线程、任务队列、互斥锁和条件变量。
构造函数ThreadPool(size_t num_threads)初始化了指定数量的工作线程，并启动它们。每个工作线程在一个无限循环中等待任务队列中的任务。
析构函数~ThreadPool()设置停止标志，唤醒所有工作线程，并等待它们完成任务并退出。
enqueue函数模板用于将任务添加到任务队列中。它接受一个可调用对象（如函数、lambda表达式等）以及该对象的参数。任务被打包为一个std::packaged_task对象，然后添加到任务队列中。

使用示例：

#include<iostream>
#include<chrono>
#include<thread>

void task(int n) {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(n));
    std::cout << "Task " << n << " completed"<< std::endl;
}

int main() {
    ThreadPool pool(4);

    for (int i = 1; i <= 8; ++i) {
        pool.enqueue(task, i);
    }

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));
    return 0;
}

这个示例创建了一个包含4个工作线程的线程池，并向其提交了8个任务。每个任务都会休眠一段时间，然后输出一条消息。主线程在所有任务完成后休眠10秒，然后退出。

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