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基于C++11实现线程池的工作原理
2018-12-02 22:09:16 】 浏览:23
Tags:基于 实现 线程 池的 工作 原理

线程池(thread pool):一种线程的使用模式,线程过多会带来调度开销,进而影响缓存局部性和整体性能。而线程池维护着多个线程,等待着监督管理者分配可并发执行的任务。这避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代价。线程池不仅能够保证内核的充分利用,还能防止过分调度。可用线程数量应该取决于可用的并发处理器、处理器内核、内存、网络sockets等的数量。


创建一定数量的线程,启动线程,调配任务,管理着线程池。
本篇线程池目前只需要启动(start()),停止方法(stop()),及任务添加方法(addTask).
start()创建一定数量的线程池,进行线程循环.
stop()停止所有线程循环,回收所有资源.
addTask()添加任务.


线程池中线程,在线程池中等待并执行分配的任务.
本篇选用条件变量实现等待与通知机制.


添加任务的接口,以供工作线程调度任务的执行。


用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制
同时任务队列具有调度功能,高优先级的任务放在任务队列前面;本篇选用priority_queue 与pair的结合用作任务优先队列的结构.


假设我们的线程池大小为3,任务队列目前不做大小限制.


此情况下所有工作线程处于空闲的等待状态,任务缓冲队列为空.



此情况基于情形1,所有工作线程已处在等待状态,主线程开始添加三个任务,添加后通知(notif())唤醒线程池中的线程开始取(take())任务执行. 此时的任务缓冲队列还是空。



此情况发生情形2后面,所有工作线程都在工作中,主线程开始添加第四个任务,添加后发现现在线程池中的线程用完了,于是存入任务缓冲队列。工作线程空闲后主动从任务队列取任务执行.


此情况发生情形3且设置了任务缓冲队列大小后面,主程序添加第N个任务,添加后发现池子中的线程用完了,任务缓冲队列也满了,于是进入等待状态、等待任务缓冲队列中的任务腾空通知。
但是要注意这种情形会阻塞主线程,本篇暂不限制任务队列大小,必要时再来优化.



等待通知机制通过条件变量实现,Logger和CurrentThread,用于调试,可以无视.


测试线程池基本的创建退出工作,及检测资源是否正常回收.


测试添加任务接口,及优先任务队列.


主线程首先添加了5个普通任务、 1s后添加一个高优先级任务,当前3个线程中的最先一个空闲后,会最先执行后面添加的priorityFunc().


可以到Linux公社资源站下载:


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具体下载目录在 /2018年资料/11月/27日/基于C++11实现线程池的工作原理/


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