答案：C++线程池通过复用线程执行任务，核心包含任务队列、线程集合、互斥锁、条件变量和运行控制开关。工作线程循环等待任务，任务以std::function封装存入队列，通过enqueue添加任务并通知线程，析构时设置停止标志并等待所有线程完成。需注意异常处理、避免阻塞及禁止在关闭后添加任务。
在C++中实现一个线程池，核心目标是复用一组线程来执行多个任务，避免频繁创建和销毁线程带来的性能开销。一个实用的线程池通常包含任务队列、线程集合、同步机制（互斥锁与条件变量）以及任务调度逻辑。
线程池的基本结构
一个典型的线程池由以下几个部分组成：
- 工作线程集合：启动固定数量的线程，等待并执行任务。
- 任务队列：使用队列（如std::queue）保存待处理的任务，任务通常以函数对象（std::function）形式存储。
- 互斥锁（std::mutex）：保护任务队列的线程安全访问。
- 条件变量（std::condition_variable）：用于通知空闲线程有新任务到来。
- 控制开关：标识线程池是否正在运行，用于优雅关闭。
定义任务类型与线程函数
任务可以封装为std::function
每个工作线程运行一个循环函数，从任务队列中取出任务并执行：
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- 加锁获取任务队列。
- 若队列为空且线程池未关闭，进入等待状态。
- 若有任务，取出并执行。
代码实现示例
#include#include
#include
#include
#include
#include
class ThreadPool {
private:
std::vector<:thread> workers;
std::queue<:function>> tasks;
std::mutex mtx;
std::condition_variable cv;
bool stop = false;
public:
// 构造函数：启动指定数量的线程
ThreadPool(int numThreads) {
for (int i = 0; i workers.emplace_back([this] {
while (true) {
std::function
{
std::unique_lock<:mutex> lock(mtx);
cv.wait(lock, [this] { return stop || !tasks.empty(); });
if (stop && tasks.empty()) return;
task = std::move(tasks.front());
tasks.pop();
}
task(); // 执行任务
}
});
}
}
// 添加任务（支持任意可调用对象）
template
void enqueue(F&& f) {
{
std::unique_lock<:mutex> lock(mtx);
tasks.emplace(std::forward
}
cv.notify_one(); // 唤醒一个线程
}
// 析构函数：等待所有任务完成并回收线程
~ThreadPool() {
{
std::unique_lock<:mutex> lock(mtx);
stop = true;
}
cv.notify_all();
for (auto& worker : workers) {
worker.join();
}
}
};
使用方式与注意事项
使用时只需创建线程池对象，并通过enqueue添加任务：
ThreadPool pool(4); // 创建4个线程的池pool.enqueue([] {
printf("Hello from task\n");
});
// 可继续添加更多任务
// 析构时自动等待并清理
注意点：
- 任务不能抛出异常，否则会终止线程。建议在task()调用中加try-catch。
- 避免在任务中长时间阻塞，影响其他任务调度。
- 析构前确保不再调用enqueue，否则可能往已关闭的队列添加任务。
基本上就这些。这个实现简洁高效，适合大多数场景。如果需要返回值，可以结合std::packaged_task和std::future扩展。不复杂但容易忽略细节。
