多线程与线程池

多线程：https://paul.pub/cpp-concurrency/
https://zhuanlan.zhihu.com/p/367309864
https://blog.csdn.net/qq_48930954/article/details/124834084

1 线程池核心概念

解决的问题
需要解决的是多线程编实现并发和并行出现的问题;
（1）降低资源消耗。多线程不能够线程复用，创建销毁线程开销，线程切换开销等;
（2）更快的响应任务。创建线程需要时间，响应任务不够及时。
（3）更可靠的线程管理。线程是稀缺资源，不能无限创建，使用线程池可进行统一的分配和管理。
基本原理
相当于实现一个线程与任务管理工具（抽象线程池，线程，任务的模型）。
预先创建好固定数量的线程（某些线程池模型线程数量可变化），然后在任务请求线程时对线程进行分配和管理，线程池的线程执行完一个任务后再执行另一个任务。

2 实现

2.1 任务队列（Task Queue）

(1) 创建任务队列数据结构，实现添加任务，取出任务方法。
需要支持多线程，所以需要线程锁。
任务是一个函数，输入输出需要支持任意类型。
(2) 添加任务时需要通知线程池内worker开始工作。
添加任务时，可能部分worker在等待工作，可能所有worker都在工作中，需要使用某种机制触发其工作。

2.2 线程池（Thread Pool）

（1）实现多个woker的线程池，没有任务时，woker在等待工作（不占用cpu），有任务时，woker会及时的被触发响应工作。

以固定线程数量的线程池为例：
step1：创建一个线程池，包含N个线程。
step2：每一个线程中的woker被启动，开始运行。
step3：注册任务时，任务被添加进任务队列，并触发某个等待的woker进行任务响应。如果没有空闲worker，那么直到存在空闲worker后就会进行任务响应。
step4: 任务响应时，任务被取出任务队列，然后执行完成，worker的一次工作结束。