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C++实现一个通用线程池
C++实现一个通用线程池
简介
本文主要记录一个自己实现的简单的通用线程池对象。主要包含以下几个类：
- Platforms.h: 屏蔽平台差异，提供跨平台使用的函数, 有需要可以未来进行扩展
- SingleTon.h: 线程安全的单例类
- ThreadPool.h: 线程池的实现
- main.cpp: 测试代码
Platforms.h
#pragma once #ifdef WIN32 #include#endif // WIN32 class Platforms { public: unsigned long GetCurrentThreadId() { unsigned long id = 0; #ifdef WIN32 id = ::GetCurrentThreadId(); #endif // WIN32 return id; } }; - 1
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SingleTon.h
#pragma once /* * Date: 2022-06-21 * Author: nicklaus */ template<typename T> class SingleTon { private: SingleTon() {} public: /* * 使用单例包装并返回原生类型T */ static T* GetInstance() { static T instance; return &instance; } };- 1
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ThreadPool.h
#pragma once #include#include #include #include #include #include #include #include #include"SingleTon.h" #include"Platforms.h" class ThreadPool { public: using Task = std::function<void()>; ThreadPool(int threadNum) { createThreads(threadNum); } ~ThreadPool() { Stop(); } ThreadPool(const ThreadPool& pool) = delete; ThreadPool& operator=(const ThreadPool& pool) = delete; void AddTask(const Task& task) { std::lock_guard<std::mutex> locker(m_taskQueueMutex); m_taskQueue.push(task); m_notEmpty.notify_one(); } void AddTask(Task&& task) { std::lock_guard<std::mutex> locker(m_taskQueueMutex); m_taskQueue.push(std::forward<Task>(task)); m_notEmpty.notify_one(); } private: void createThreads(int num) { for (auto i = 0; i < num; i++) { m_threadGroup.push_back(std::make_shared<std::thread>(&ThreadPool::threadproc, this)); } } void Stop() { m_bForceStoped = true; m_notEmpty.notify_all(); for (auto i = 0; i < m_threadGroup.size(); i++) { if (m_threadGroup[i] != nullptr) { m_threadGroup[i]->join(); } } m_threadGroup.clear(); } bool IsForceStoped() { return m_bForceStoped; } bool IsTaskQueueEmpty() { return m_taskQueue.empty(); } void threadproc() { while (true) { if (!IsForceStoped())// 正常情况，线程池还处于运行状态，池中的线程们需要互斥取任务执行 { std::unique_lock<std::mutex> locker(m_taskQueueMutex); // 如果是按下面这行代码不检测，是否强制停止会有下面这种现象： // 主线程通过AddTask向m_taskQueue中添加任务，之后通过OS的调度，使得线程池中的某一个线程取到所有任务，并执行， // 此时外界不再添加任何任务进来，那么如果按照下面的写法，那么线程中的所有子线程会阻塞在wait函数处，导致ThreadPool // 的析构永远不能终结，所以wait的等待条件需要加上IsForceStoped()来避免这种情况 //m_notEmpty.wait(locker, [this] {return !IsTaskQueueEmpty(); }); m_notEmpty.wait(locker, [this] {return IsForceStoped() || !IsTaskQueueEmpty(); }); std::queue<Task> tasks = std::move(m_taskQueue); while (!tasks.empty()) { auto task = tasks.front(); tasks.pop(); printf("thread[%d] run task: %s\n", SingleTon<Platforms>::GetInstance()->GetCurrentThreadId(), typeid(task).name()); task(); } } else // 强制停止线程池运行，需要保证任务队列中的任务能够运行结束 { std::unique_lock<std::mutex> locker(m_taskQueueMutex); if (!IsTaskQueueEmpty()) { std::queue<Task> tasks = std::move(m_taskQueue); while (!tasks.empty()) { auto task = tasks.front(); tasks.pop(); task(); } } printf("打印次数如果等于线程数量说明没有无限循环\n"); // 可以取消注释看看 break; // 必须break,不然会导致无限循环(都强制停止了，必须结束线程体的运行) } } } private: std::mutex m_taskQueueMutex; std::queue<Task> m_taskQueue; std::condition_variable m_notEmpty; bool m_bForceStoped; // 设计初衷：线程池中的线程不允许写，只允许读(特别重要) std::vector<std::shared_ptr<std::thread>> m_threadGroup; }; - 1
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main.cpp
#include"ThreadPool.h" #include"SingleTon.h" #include"Platforms.h" void printA_Z() { printf("%s: ", __FUNCTION__); for (char c = 'A'; c <= 'Z'; c++) { printf("%c ", c); } printf("\n\n"); } void print1_100() { printf("%s: ", __FUNCTION__); for (int c = 1; c <= 100; c++) { printf("%d ", c); } printf("\n\n"); } class A { public: void f() { printf("%s: ", __FUNCTION__); for (int c = 1; c <= 100; c++) { printf("%d ", c); } printf("\n\n"); } }; int main() { printf("main thread id:%d\n", SingleTon<Platforms>::GetInstance()->GetCurrentThreadId()); { A a; ThreadPool pool(10); pool.AddTask(printA_Z); pool.AddTask(print1_100); pool.AddTask(printA_Z); pool.AddTask(print1_100); pool.AddTask(printA_Z); pool.AddTask(print1_100); pool.AddTask(std::bind(&A::f, a)); Sleep(1000); } printf("main thread not block\n"); return 0; }- 1
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测试结果
main thread id:236676 thread[232416] run task: class std::function<void __cdecl(void)> printA_Z: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z thread[232416] run task: class std::function<void __cdecl(void)> print1_100: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 thread[232416] run task: class std::function<void __cdecl(void)> printA_Z: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z thread[232416] run task: class std::function<void __cdecl(void)> print1_100: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 thread[232416] run task: class std::function<void __cdecl(void)> printA_Z: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z thread[232416] run task: class std::function<void __cdecl(void)> print1_100: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 thread[232416] run task: class std::function<void __cdecl(void)> A::f: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 打印次数如果等于线程数量说明没有无限循环 打印次数如果等于线程数量说明没有无限循环 打印次数如果等于线程数量说明没有无限循环 打印次数如果等于线程数量说明没有无限循环 打印次数如果等于线程数量说明没有无限循环 打印次数如果等于线程数量说明没有无限循环 打印次数如果等于线程数量说明没有无限循环 打印次数如果等于线程数量说明没有无限循环 打印次数如果等于线程数量说明没有无限循环 打印次数如果等于线程数量说明没有无限循环 main thread not block F:\HappyCoding\threadpool\Debug\threadpool.exe (process 236836) exited with code 0. Press any key to close this window . . .- 1
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