wordpress snape,龙岗优化网站建设,好用的免费网站,用WordPress管理app点击蓝字关注我们咳咳。C11 加入了线程库#xff0c;从此告别了标准库不支持并发的历史。然而 c 对于多线程的支持还是比较低级#xff0c;稍微高级一点的用法都需要自己去实现#xff0c;譬如线程池、信号量等。线程池(thread pool)这个东西#xff0c;在面试上多次被问到… 点击蓝字关注我们咳咳。C11 加入了线程库从此告别了标准库不支持并发的历史。然而 c 对于多线程的支持还是比较低级稍微高级一点的用法都需要自己去实现譬如线程池、信号量等。线程池(thread pool)这个东西在面试上多次被问到一般的回答都是“管理一个任务队列一个线程队列然后每次取一个任务分配给一个线程去做循环往复。” 貌似没有问题吧。但是写起程序来的时候就出问题了。废话不多说先上实现然后再啰嗦。(dont talk, show me ur code !)代码实现文末有GitHub 链接, 但是没人去看更新的, 现在更新下好了--- 2021/05/31#pragma once #ifndef THREAD_POOL_H #define THREAD_POOL_H#include vector #include queue #include atomic #include future //#include condition_variable //#include thread //#include functional #include stdexceptnamespace std { //线程池最大容量,应尽量设小一点 #define  THREADPOOL_MAX_NUM 16 //#define  THREADPOOL_AUTO_GROW//线程池,可以提交变参函数或拉姆达表达式的匿名函数执行,可以获取执行返回值 //不直接支持类成员函数, 支持类静态成员函数或全局函数,Opteron()函数等 class threadpool {using Task  functionvoid();    //定义类型vectorthread _pool;     //线程池queueTask _tasks;            //任务队列mutex _lock;                   //同步condition_variable _task_cv;   //条件阻塞atomicbool _run{ true };     //线程池是否执行atomicint  _idlThrNum{ 0 };  //空闲线程数量public:inline threadpool(unsigned short size  4) { addThread(size); }inline ~threadpool(){_runfalse;_task_cv.notify_all(); // 唤醒所有线程执行for (thread thread : _pool) {//thread.detach(); // 让线程“自生自灭”if(thread.joinable())thread.join(); // 等待任务结束 前提线程一定会执行完}}public:// 提交一个任务// 调用.get()获取返回值会等待任务执行完,获取返回值// 有两种方法可以实现调用类成员// 一种是使用   bind.commit(std::bind(Dog::sayHello, dog));// 一种是用   mem_fn.commit(std::mem_fn(Dog::sayHello), this)templateclass F, class... Argsauto commit(F f, Args... args) -futuredecltype(f(args...)){if (!_run)    // stoped ??throw runtime_error(commit on ThreadPool is stopped.);using RetType  decltype(f(args...)); // typename std::result_ofF(Args...)::type, 函数 f 的返回值类型auto task  make_sharedpackaged_taskRetType()(bind(forwardF(f), forwardArgs(args)...)); // 把函数入口及参数,打包(绑定)futureRetType future  task-get_future();{    // 添加任务到队列lock_guardmutex lock{ _lock };//对当前块的语句加锁  lock_guard 是 mutex 的 stack 封装类构造的时候 lock()析构的时候 unlock()_tasks.emplace([task](){ // push(Task{...}) 放到队列后面(*task)();});} #ifdef THREADPOOL_AUTO_GROWif (_idlThrNum  1  _pool.size()  THREADPOOL_MAX_NUM)addThread(1); #endif // !THREADPOOL_AUTO_GROW_task_cv.notify_one(); // 唤醒一个线程执行return future;}//空闲线程数量int idlCount() { return _idlThrNum; }//线程数量int thrCount() { return _pool.size(); } #ifndef THREADPOOL_AUTO_GROW private: #endif // !THREADPOOL_AUTO_GROW//添加指定数量的线程void addThread(unsigned short size){for (; _pool.size()  THREADPOOL_MAX_NUM  size  0; --size){   //增加线程数量,但不超过 预定义数量 THREADPOOL_MAX_NUM_pool.emplace_back( [this]{ //工作线程函数while (_run){Task task; // 获取一个待执行的 task{// unique_lock 相比 lock_guard 的好处是可以随时 unlock() 和 lock()unique_lockmutex lock{ _lock };_task_cv.wait(lock, [this]{return !_run || !_tasks.empty();}); // wait 直到有 taskif (!_run  _tasks.empty())return;task  move(_tasks.front()); // 按先进先出从队列取一个 task_tasks.pop();}_idlThrNum--;task();//执行任务_idlThrNum;}});_idlThrNum;}} };}#endif  //https://github.com/lzpong/代码不多吧,上百行代码就完成了 线程池, 并且, 看看 commit,  哈,  不是固定参数的, 无参数数量限制!  这得益于可变参数模板.怎么使用?#include threadpool.h #include iostreamvoid fun1(int slp) {printf(  hello, fun1 !  %d\n ,std::this_thread::get_id());if (slp0) {printf(  fun1 sleep %d    %d\n,slp, std::this_thread::get_id());std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(slp));} }struct gfun {int operator()(int n) {printf(%d  hello, gfun !  %d\n ,n, std::this_thread::get_id() );return 42;} };class A { public:static int Afun(int n  0) {   //函数必须是 static 的才能直接使用线程池std::cout  n    hello, Afun !    std::this_thread::get_id()  std::endl;return n;}static std::string Bfun(int n, std::string str, char c) {std::cout  n    hello, Bfun !   str.c_str()     (int)c     std::this_thread::get_id()  std::endl;return str;} };int main()try {std::threadpool executor{ 50 };A a;std::futurevoid ff  executor.commit(fun1,0);std::futureint fg  executor.commit(gfun{},0);std::futureint gg  executor.commit(a.Afun, 9999); //IDE提示错误,但可以编译运行std::futurestd::string gh  executor.commit(A::Bfun, 9998,mult args, 123);std::futurestd::string fh  executor.commit([]()-std::string { std::cout  hello, fh !    std::this_thread::get_id()  std::endl; return hello,fh ret !; });std::cout     sleep    std::this_thread::get_id()  std::endl;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::microseconds(900));for (int i  0; i  50; i) {executor.commit(fun1,i*100 );}std::cout     commit all    std::this_thread::get_id()  idlsizeexecutor.idlCount()  std::endl;std::cout     sleep    std::this_thread::get_id()  std::endl;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));ff.get(); //调用.get()获取返回值会等待线程执行完,获取返回值std::cout  fg.get()      fh.get().c_str()     std::this_thread::get_id()  std::endl;std::cout     sleep    std::this_thread::get_id()  std::endl;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));std::cout     fun1,55    std::this_thread::get_id()  std::endl;executor.commit(fun1,55).get();    //调用.get()获取返回值会等待线程执行完std::cout  end...   std::this_thread::get_id()  std::endl;std::threadpool pool(4);std::vector std::futureint  results;for (int i  0; i  8; i) {results.emplace_back(pool.commit([i] {std::cout  hello   i  std::endl;std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));std::cout  world   i  std::endl;return i*i;}));}std::cout     commit all2    std::this_thread::get_id()  std::endl;for (auto  result : results)std::cout  result.get()   ;std::cout  std::endl;return 0;} catch (std::exception e) {std::cout  some unhappy happened...    std::this_thread::get_id()  e.what()  std::endl; }为了避嫌先进行一下版权说明代码是 me “写”的但是思路来自 Internet 特别是这个线程池实现(基本 copy 了这个实现,加上这位同学的实现和解释好东西值得 copy ! 然后综合更改了下,更加简洁)。实现原理接着前面的废话说。“管理一个任务队列一个线程队列然后每次取一个任务分配给一个线程去做循环往复。” 这个思路有神马问题线程池一般要复用线程所以如果是取一个 task 分配给某一个 thread执行完之后再重新分配在语言层面基本都是不支持的一般语言的 thread 都是执行一个固定的 task 函数执行完毕线程也就结束了(至少 c 是这样)。so 要如何实现 task 和 thread 的分配呢让每一个 thread 都去执行调度函数循环获取一个 task然后执行之。idea 是不是很赞保证了 thread 函数的唯一性而且复用线程执行 task 。即使理解了 idea代码还是需要详细解释一下的。一个线程 pool一个任务队列 queue 应该没有意见任务队列是典型的生产者-消费者模型本模型至少需要两个工具一个 mutex 一个条件变量或是一个 mutex 一个信号量。mutex 实际上就是锁保证任务的添加和移除(获取)的互斥性一个条件变量是保证获取 task 的同步性一个 empty 的队列线程应该等待(阻塞)atomicbool 本身是原子类型从名字上就懂它们的操作 load()/store() 是原子操作所以不需要再加 mutex。c语言细节即使懂原理也不代表能写出程序上面用了众多c11的“奇技淫巧”下面简单描述之。using Task functionvoid() 是类型别名简化了 typedef 的用法。functionvoid() 可以认为是一个函数类型接受任意原型是 void() 的函数或是函数对象或是匿名函数。void() 意思是不带参数没有返回值。pool.emplace_back([this]{...}) 和 pool.push_back([this]{...}) 功能一样只不过前者性能会更好pool.emplace_back([this]{...}) 是构造了一个线程对象执行函数是拉姆达匿名函数 所有对象的初始化方式均采用了 {}而不再使用 () 方式因为风格不够一致且容易出错匿名函数[this]{...} 不多说。[] 是捕捉器this 是引用域外的变量 this指针 内部使用死循环, 由cv_task.wait(lock,[this]{...}) 来阻塞线程delctype(expr) 用来推断 expr 的类型和 auto 是类似的相当于类型占位符占据一个类型的位置auto f(A a, B b) - decltype(ab) 是一种用法不能写作 decltype(ab) f(A a, B b)为啥c 就是这么规定的commit 方法是不是略奇葩可以带任意多的参数第一个参数是 f后面依次是函数 f 的参数(注意:参数要传struct/class的话,建议用pointer,小心变量的作用域) 可变参数模板是 c11 的一大亮点够亮至于为什么是 Arg... 和 arg... 因为规定就是这么用的commit 直接使用只能调用stdcall函数但有两种方法可以实现调用类成员一种是使用   bind.commit(std::bind(Dog::sayHello, dog))一种是用 mem_fn.commit(std::mem_fn(Dog::sayHello), dog)make_shared 用来构造 shared_ptr 智能指针。用法大体是 shared_ptrint p make_sharedint(4) 然后 *p 4 。智能指针的好处就是 自动 delete bind 函数接受函数 f 和部分参数返回currying后的匿名函数譬如 bind(add, 4) 可以实现类似 add4 的函数forward() 函数类似于 move() 函数后者是将参数右值化前者是... 肿么说呢大概意思就是不改变最初传入的类型的引用类型(左值还是左值右值还是右值)packaged_task 就是任务函数的封装类通过 get_future 获取 future 然后通过 future 可以获取函数的返回值(future.get())packaged_task 本身可以像函数一样调用 () queue 是队列类 front() 获取头部元素 pop() 移除头部元素back() 获取尾部元素push() 尾部添加元素lock_guard 是 mutex 的 stack 封装类构造的时候 lock()析构的时候 unlock()是 c RAII 的 ideacondition_variable cv; 条件变量 需要配合 unique_lock 使用unique_lock 相比 lock_guard 的好处是可以随时 unlock() 和 lock()。cv.wait() 之前需要持有 mutexwait 本身会 unlock() mutex如果条件满足则会重新持有 mutex。最后线程池析构的时候,join() 可以等待任务都执行完在结束,很安全!*声明本文于网络整理版权归原作者所有如来源信息有误或侵犯权益请联系我们删除或授权事宜。戳“阅读原文”我们一起进步