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C++ 多執行緒程式設計中執行緒池的應用

WBOY

發布： 2024-06-03 16:56:00

原創

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C++ 多執行緒程式設計中使用執行緒池的好處包括：1）減少執行緒建立次數；2）負載平衡；3）避免資源爭用。例如，透過使用線程池將圖像轉換任務分配給線程池，可以提高檔案轉換應用程式的轉換速度。

C++ 多线程编程中线程池的应用

C++ 多執行緒程式設計中執行緒池的應用

在現代C++ 應用程式中，多執行緒程式設計是提高效能和平行執行任務的關鍵技術。執行緒池是一種管理和重複使用執行緒的機制，可以在多執行緒程式設計中提供顯著的效率優勢。

執行緒池的好處

使用執行緒池的主要好處包括：

#減少執行緒建立次數： 建立和銷毀執行緒是一個耗時的操作。線程池避免了頻繁創建和銷毀線程的開銷，從而提高了效率。
負載平衡： 執行緒池將任務均勻分配給可用線程，確保所有執行緒都得到充分利用。
避免資源爭用： 透過限制同時執行的執行緒數，執行緒池可以防止資源爭用，例如記憶體和處理器時間。

如何使用執行緒池

C++ 中有許多可用的執行緒池函式庫，例如 std::thread_pool 和 Boost.Thread。以下是使用 std::thread_pool 建立和使用執行緒池的範例：

#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>

// 使用非标准库的线程池版本
using namespace std::experimental;

int main() {
  // 创建一个拥有 4 个线程的线程池
  thread_pool pool(4);

  // 提交任务到线程池
  std::vector<std::future<int>> futures;
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    futures.push_back(pool.submit([i] {
      return i * i;
    }));
  }

  // 等待所有任务完成并收集结果
  int result = 0;
  for (auto& future : futures) {
    result += future.get();
  }

  std::cout << "最终结果：" << result << std::endl;

  return 0;
}

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實戰案例

考慮一個需要處理大量影像的檔案轉換應用程式。使用線程池，可以將圖像轉換任務分配給線程池，從而提高轉換速度。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

// 定义图像转换函数
void convertImage(const string& inputFile, const string& outputFile) {
  // 在此处添加图像转换逻辑
  std::cout << "Converting image: " << inputFile << std::endl;
}

int main() {
  // 创建线程池（使用非标准库版本）
  thread_pool pool(thread::hardware_concurrency());

  // 获取需要转换的图像列表
  vector<string> imageFiles = {"image1.jpg", "image2.png", "image3.bmp"};

  // 提交图像转换任务到线程池
  vector<future<void>> futures;
  for (const string& imageFile : imageFiles) {
    string outputFile = imageFile + ".converted";
    futures.push_back(pool.submit(convertImage, imageFile, outputFile));
  }

  // 等待所有任务完成
  for (auto& future : futures) {
    future.get();
  }

  std::cout << "图像转换已完成！" << std::endl;
  
  return 0;
}

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