基于C++11 實現(xiàn)的線程池提示：文章寫完后，目錄可以自動生成，如何生成可參考右邊的幫助文檔
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??C++11加入了線程庫，這是歷史性的一步跨越，因為它已然能夠實現(xiàn)簡單的并發(fā)了，但有這樣一個問題：如果并發(fā)的線程數(shù)量很多，并且每個線程都是執(zhí)行一個時間很短的任務就結束了，這樣頻繁創(chuàng)建線程就會大大降低系統(tǒng)的效率，因為頻繁創(chuàng)建線程和銷毀線程需要時間。
??如何解決這種線程的頻繁創(chuàng)建銷毀呢？就是線程執(zhí)行完一個任務，不會被銷毀，而是可以繼續(xù)執(zhí)行其他的任務呢？
??一個好的辦法就是使用線程池，不過線程池是個什么東西呢？它又該怎么實現(xiàn)呢？
1、線程池原理??線程池是一種多線程處理形式，處理過程中將任務添加到隊列，然后在創(chuàng)建線程后自動啟動這些任務。線程池線程都是后臺線程。每個線程都使用默認的堆棧大小，以默認的優(yōu)先級運行，并處于多線程單元中。如果某個線程在托管代碼中空閑（如正在等待某個事件）, 則線程池將插入另一個輔助線程來使所有處理器保持繁忙。如果所有線程池線程都始終保持繁忙，但隊列中包含掛起的工作，則線程池將在一段時間后創(chuàng)建另一個輔助線程但線程的數(shù)目永遠不會超過大值。超過大值的線程可以排隊，但他們要等到其他線程完成后才啟動。
2、線程池的設計思路？實現(xiàn)線程池有以下幾個步驟：
（1）設置一個生產者消費者隊列，作為臨界資源。
（2）初始化n個線程，并讓其運行起來，加鎖去隊列里取任務運行
（3）當任務隊列為空時，所有線程阻塞。
（4）當生產者隊列來了一個任務后，先對隊列加鎖，把任務掛到隊列上，然后使用條件變量去通知阻塞中的一個線程來處理。
3、一個基于C++11的優(yōu)秀的線程池
重慶分公司
重慶分公司
#include#include#include#include#include// 鎖
#include// 條件變量
#include#include#include ??頭文件中，沒有什么特別的，這里稍微說下：thread—線程相關的庫，mutex—互斥量，也就是互斥鎖，condition_variable—條件變量，用于喚醒線程和阻塞線程，future的話，在這里就是一個用來獲取線程數(shù)據(jù)的函數(shù)。
??對于C++11的并發(fā)編程部分（std::thread,std::future等）可以參考下面幾篇文章進行學習：
??線程池類中：
class ThreadPool {public:
ThreadPool(size_t);
templateauto enqueue(F&& f, Args&&... args)
->std::future::type>;
~ThreadPool();
private:
// 需要跟蹤線程，以便我們可以加入它們
std::vector< std::thread >workers;
// 任務隊列
std::queue< std::function>tasks;
// 同步
std::mutex queue_mutex;
std::condition_variable condition;
bool stop;
}; ??這個構造函數(shù)主要是用來啟動一些工作線程，咋一看還不一定能看的懂，下面我們詳細分析：
stop為falsefor循環(huán)，循環(huán)里是一個很長的workers.emplace_back()語句，就是添加線程到工作線程組。再往里面則是一個lambda表達式。lambda的函數(shù)體第一層是一個無線循環(huán)，用于線程內不斷的從任務隊列取任務執(zhí)行，第二層有一個task就是一個函數(shù)對象，然后又一個大括號，剛開始我沒看明白，但往下看就能懂，在這個大括號（大括號作用：控制lock臨時變量的生命周期，執(zhí)行完畢或return后自動釋放鎖）里面有：std::unique_locklock(this->queue_mutex); 加鎖this->condition.wait(lock, [this]{ return this->stop || !this->tasks.empty(); });等待條件成立(當線程池被關閉或有可消費任務時跳過wait繼續(xù)；否則condition.wait將會unlock釋放鎖，其他線程可以繼續(xù)拿鎖，但此線程會阻塞此處并休眠，直到被notify_*喚醒，被喚醒時wait會再次lock并判斷條件是否成立，如成立則跳過wait，否則unlock并休眠繼續(xù)等待下次喚醒)condition只是返回了false才會wait，也就是!stop && empty才會wait// the constructor just launches some amount of workers
inline ThreadPool::ThreadPool(size_t threads)
: stop(false)
{for(size_t i = 0;ifor(;;)
{std::functiontask; //線程中的函數(shù)對象
// 通過lock互斥獲取一個隊列任務和任務的執(zhí)行函數(shù)
{std::unique_locklock(this->queue_mutex);
this->condition.wait(lock,
[this]{return this->stop || !this->tasks.empty(); });
if(this->stop && this->tasks.empty())
return;
// 任務隊列的隊首任務
task = std::move(this->tasks.front());
// 從隊列移除
this->tasks.pop();
}
// 調用函數(shù)執(zhí)行任務
task();
}
}
);
} ??我們重新審視std::queue< std::function，它只能接受void的函數(shù)類型，這里使用std::packaged_task完成函數(shù)類型的推導，因為這還不是最終放入tasks的對象，它要承接一個返回future的工作，而package_task就是來打包返回future的。
??其次將任務函數(shù)和其參數(shù)綁定，構建一個packaged_task(packaged_task是對任務的一個抽象，咱們能夠給其傳遞一個函數(shù)來完成其構造。以后將任務投遞給任何線程去完成，經過packaged_task.get_future()方法獲取的future來獲取任務完成后的產出值)
// add new work item to the pool
templateauto ThreadPool::enqueue(F&& f, Args&&... args)
->std::future::type>{using return_type = typename std::result_of::type;
auto task = std::make_shared< std::packaged_task>( //指向F函數(shù)的智能指針
std::bind(std::forward(f), std::forward(args)...) //傳遞函數(shù)進行構造
);
// 獲取任務的future
std::futureres = task->get_future();
{// 獨占拿鎖
std::unique_locklock(queue_mutex);
// 不允許入隊到已經停止的線程池
if(stop)
throw std::runtime_error("enqueue on stopped ThreadPool");
// 將任務添加到任務隊列
tasks.emplace([task](){(*task)(); });
}
// 發(fā)送通知，喚醒一個wait狀態(tài)的工作線程重新?lián)屾i并重新判斷wait條件
condition.notify_one();
return res;
}
// the destructor joins all threads
inline ThreadPool::~ThreadPool()
{{std::unique_locklock(queue_mutex); // 拿鎖
stop = true; // 停止標志
}
condition.notify_all(); // 條件變量進行通知
// 等待所有工作線程結束
for(std::thread &worker: workers)
worker.join();
} #include#include#include#include "ThreadPool.h"
int main()
{ThreadPool pool(4);
std::vector< std::future>results;
for(int i = 0; i< 8; ++i) {results.emplace_back(
pool.enqueue([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;
})
);
}
for(auto && result: results)
std::cout<< result.get()<< ' ';
std::cout<< std::endl;
return 0;
} 
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