C 11 ではスレッド プーリングはどのように機能しますか?

C 11 のスレッド プーリング

はじめに

スレッド プーリングは、C 11 を管理するための手法です。タスクを動的に割り当てることができるスレッドのセット。タスクごとにスレッドを作成および破棄する場合に比べて、パフォーマンスやリソース効率の向上など、いくつかの利点があります。

スレッド プーリングについて

C 11 では、スレッド プールは通常、スレッド、ミューテックス、条件変数の組み合わせを使用して実装されます。スレッドがバックグラウンドで作成および開始され、タスクがキューに追加されます。ワーカーは常にキューを監視し、新しいタスクが利用可能になるのを待ちます。タスクが利用可能になると、ワーカーはそれを取得して実行します。

スレッド プールの作成

スレッド プールを作成するには、ThreadPool クラスを定義します。

class ThreadPool {
public:
    void Start();
    void QueueJob(const std::function<void()>& job);
    void Stop();
    bool busy();

private:
    void ThreadLoop();

    bool should_terminate = false;
    std::mutex queue_mutex;
    std::condition_variable mutex_condition;
    std::vector<std::thread> threads;
    std::queue<std::function<void()>> jobs;
};

スレッドの管理Pool

• Start: ワーカー スレッドを作成して開始することでスレッド プールを開始します。
• QueueJob: 新しいジョブを追加しますタスクをワーカーのキューに追加しますexecute.
• Stop: ワーカーに終了フラグを設定し、ワーカーが終了するのを待つことによって、スレッド プールを停止します。
• busy: チェックスレッド プールがビジーな場合 (つまり、スレッド プールにタスクがある場合)

ワーカー スレッド ループ

各ワーカー スレッドは、タスクを待機して実行するための無限ループを実行します:

void ThreadPool::ThreadLoop() {
    while (true) {
        std::function<void()> job;
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
            mutex_condition.wait(lock, [this] {
                return !jobs.empty() || should_terminate;
            });
            if (should_terminate) {
                return;
            }
            job = jobs.front();
            jobs.pop();
        }
        job();
    }
}

スレッドプールの使用

スレッドを使用するには

ThreadPool thread_pool;
thread_pool.Start();
thread_pool.QueueJob([] { /* ... */ });

スレッド プーリングの利点

• パフォーマンスの向上: スレッドを再利用することで、各タスクのスレッドの作成と破棄のオーバーヘッド。
• リソース効率: スレッドの数
• シンプルなコード: スレッド プーリングによりスレッドの管理が抽象化され、コードがより簡潔になり、保守が容易になります。

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