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c++怎么实现一个简单的线程池_c++ 简单线程池实现方法

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2025-10-16 16:57:02

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来源于php中文网

原创

答案:该C++线程池通过管理固定数量的工作线程和任务队列,利用互斥锁与条件变量实现线程同步,使用std::function封装任务并通过lambda实现线程循环处理,析构时安全停止所有线程。

c++怎么实现一个简单的线程池_c++ 简单线程池实现方法

实现一个简单的C++线程池,核心是管理一组可复用的工作线程,避免频繁创建和销毁线程带来的开销。下面是一个基于标准库std::threadstd::queuestd::mutexstd::condition_variable)的轻量级线程池实现。

线程池基本结构

一个简单线程池通常包含:

  • 固定数量的工作线程
  • 任务队列(存放待执行的函数对象)
  • 互斥锁保护共享数据
  • 条件变量用于唤醒等待线程
  • 控制线程池是否运行的标志

代码实现

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

class ThreadPool {
public:
    explicit ThreadPool(int numThreads) : stop(false) {
        for (int i = 0; i < numThreads; ++i) {
            workers.emplace_back([this] {
                while (true) {
                    std::function task;
                    {
                        std::unique_lock lock(queue_mutex);
                        condition.wait(lock, [this] { return stop || !tasks.empty(); });
                        if (stop && tasks.empty()) return;
                        task = std::move(tasks.front());
                        tasks.pop();
                    }
                    task();
                }
            });
        }
    }

    ~ThreadPool() {
        {
            std::unique_lock lock(queue_mutex);
            stop = true;
        }
        condition.notify_all();
        for (std::thread& worker : workers) {
            worker.join();
        }
    }

    // 添加任务,支持任意可调用对象
    template
    void enqueue(F&& f) {
        {
            std::unique_lock lock(queue_mutex);
            tasks.emplace(std::forward(f));
        }
        condition.notify_one();
    }

private:
    std::vector workers;           // 工作线程
    std::queue> tasks;   // 任务队列
    std::mutex queue_mutex;                     // 保护任务队列
    std::condition_variable condition;          // 唤醒线程
    std::atomic stop;                     // 是否停止
};

使用示例

下面是一个简单的测试用法:

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int main() {
    ThreadPool pool(4); // 创建4个线程的线程池

    // 提交10个任务
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        pool.enqueue([i] {
            std::cout << "Task " << i << " is running on thread "
                      << std::this_thread::get_id() << '\n';
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
        });
    }

    // 主函数退出前,pool析构会自动等待所有线程完成
    return 0;
}

关键点说明

这个实现的关键在于:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • lambda线程函数:每个线程在循环中等待任务,通过条件变量阻塞
  • RAII资源管理:析构函数中设置停止标志并join所有线程,确保安全退出
  • 通用任务封装:使用std::function接收任意可调用对象
  • 移动语义:通过std::forward高效传递任务
基本上就这些。这个线程池适合学习和小型项目使用,不复杂但能覆盖大多数基础场景。

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