C 11 中的线程池如何工作？

C 11 中的线程池

简介

线程池是一种管理线程池的技术可以动态分配任务的线程集。与在每个任务上创建和销毁线程相比，它具有多种优势，包括提高性能和资源效率。

了解线程池

在 C 11 中，线程池通常是使用线程、互斥体和条件变量的组合来实现。线程在后台创建并启动，任务被添加到队列中。工作人员不断监视队列，等待新任务可用。一旦任务可用，worker 将检索并执行它。

创建线程池

要创建线程池，我们可以定义一个 ThreadPool 类：

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;
};

管理主题Pool

• Start: 通过创建和启动工作线程来启动线程池。
• QueueJob: 添加新线程任务到队列中供工作人员执行执行。
• 停止： 通过为工作线程设置终止标志并等待它们完成来停止线程池。
• 忙： 检查如果线程池正忙（即，有任务在

工作线程循环

每个工作线程运行一个无限循环来等待和执行任务：

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();
    }
}

使用线程池

使用线程线程池，只需创建一个实例并调用 QueueJob 来添加任务：

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

线程池的优点

• 提高性能：通过重用线程，我们消除了每个任务创建和销毁线程的开销。
• 资源效率：任务中的线程数量可以根据工作负载进行调整，从而节省资源。
• 简化代码：线程池抽象了线程的管理，使您的代码更简洁，更易于维护。

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