初识c++多线程

主要参考以下两篇博客
c++多线程 thread类
c++实现线程池
当一个thread被创建以后要么join等待线程执行完毕,要么detached将线程独立出去
线程池适合的几个场景
(1) 单位时间内处理任务频繁而且任务处理时间短;
(2) 对实时性要求较高。如果接受到任务后在创建线程,可能满足不了实时要求,因此必须采用线程池进行预创建。

#ifndef THREAD_POOL_H
#define THREAD_POOL_H
 
#include <vector>
#include <queue>
#include <memory>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <future>
#include <functional>
#include <stdexcept>
 
class ThreadPool {
 
public:
    ThreadPool(size_t);                          //构造函数
    template<class F, class... Args>             //类模板
    auto enqueue(F&& f, Args&&... args) -> std::future<typename std::result_of<F(Args...)>::type>;//任务入队
    ~ThreadPool();                              //析构函数
 
private:
    std::vector< std::thread > workers;            //线程队列,每个元素为一个Thread对象
    std::queue< std::function<void()> > tasks;     //任务队列,每个元素为一个函数对象    
 
    std::mutex queue_mutex;                        //互斥量
    std::condition_variable condition;             //条件变量
    bool stop;                                     //停止
};
 
// 构造函数,把线程插入线程队列,插入时调用embrace_back(),用匿名函数lambda初始化Thread对象
inline ThreadPool::ThreadPool(size_t threads) : stop(false){
 
    for(size_t i = 0; i<threads; ++i)
        workers.emplace_back(
            [this]
            {
                for(;;)
                {
                    // task是一个函数类型,从任务队列接收任务
                    std::function<void()> task;  
                    {
                        //给互斥量加锁,锁对象生命周期结束后自动解锁
                        std::unique_lock<std::mutex> lock(this->queue_mutex);
                        
                        //(1)当匿名函数返回false时才阻塞线程,阻塞时自动释放锁。
                        //(2)当匿名函数返回true且受到通知时解阻塞,然后加锁。
                        this->condition.wait(lock,[this]{ return this->stop || !this->tasks.empty(); });
                       
                         if(this->stop && this->tasks.empty())
                            return;
                        
                        //从任务队列取出一个任务
                        task = std::move(this->tasks.front());
                        this->tasks.pop();
                    }                            // 自动解锁
                    task();                      // 执行这个任务
                }
            }
        );
}
 
// 添加新的任务到任务队列
template<class F, class... Args>
auto ThreadPool::enqueue(F&& f, Args&&... args) 
    -> std::future<typename std::result_of<F(Args...)>::type>
{
    // 获取函数返回值类型        
    using return_type = typename std::result_of<F(Args...)>::type;
 
    // 创建一个指向任务的只能指针
    auto task = std::make_shared< std::packaged_task<return_type()> >(
            std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...)
        );
        
    std::future<return_type> res = task->get_future();
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);  //加锁
        if(stop)
            throw std::runtime_error("enqueue on stopped ThreadPool");
 
        tasks.emplace([task](){ (*task)(); });          //把任务加入队列
    }                                                   //自动解锁
    condition.notify_one();                             //通知条件变量,唤醒一个线程
    return res;
}
 
// 析构函数,删除所有线程
inline ThreadPool::~ThreadPool()
{
    {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
        stop = true;
    }
    condition.notify_all();
    for(std::thread &worker: workers)
        worker.join();
}
 
#endif

一般来说要给线程设置一个标志位,当满足条件后,跳出程序,等待线程池内的所有线程执行完毕后,执行join

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