C++并发编程性能优化的实践经验

#include <thread>
#include <vector>

using namespace std;

// 线程池类
class ThreadPool {
public:
    // 创建线程池
    explicit ThreadPool(int num_threads) : num_threads_(num_threads) {
        // 创建 num_threads 个线程
        for (int i = 0; i < num_threads_; i++) {
            workers_.emplace_back(bind(&ThreadPool::worker, this));
        }
    }

    // 销毁线程池
    ~ThreadPool() {
        // 停止所有线程
        stop();
        // 等待所有线程结束
        for (auto& worker : workers_) {
            worker.join();
        }
    }

    // 添加任务
    void push(function<void()> task) {
        // 加锁并发队列
        unique_lock<mutex> lock(queue_mutex_);
        // 将任务入队
        tasks_.push(task);
        // 通知工作线程
        condition_.notify_all();
    }

    // 启动线程池
    void start() {
        running_ = true;
        // 通知工作线程开始工作
        condition_.notify_all();
    }

    // 停止线程池
    void stop() {
        running_ = false;
        // 通知所有线程停止工作
        condition_.notify_all();
    }

private:
    // 工作线程
    void worker() {
        while (true) {
            // 加锁并发队列
            unique_lock<mutex> lock(queue_mutex_);
            // 如果队列为空，则等待任务到来
            condition_.wait(lock, [this] { return !tasks_.empty() || !running_; });
            if (!running_) {
                return;  // 线程池已停止，退出线程
            }
            // 获取任务并出队
            auto task = tasks_.front();
            tasks_.pop();
            // 执行任务
            task();
        }
    }

    int num_threads_;             // 线程池中的线程数
    vector<thread> workers_;      // 线程集合
    mutex queue_mutex_;           // 并发队列互斥量
    condition_variable condition_;  // 并发队列条件变量
    queue<function<void()>> tasks_;  // 待执行任务队列
    bool running_;                  // 线程池是否正在运行
};

int main() {
    // 创建 4 个线程的线程池
    ThreadPool pool(4);
    // 添加 10 个任务
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        pool.push([i] { cout << "任务 " << i << " 执行中..." << endl; });
    }
    // 启动线程池
    pool.start();
    // 等待任务完成
    pool.join();
    return 0;
}