正常线程执行完任务后即会销毁，而反复创建和销毁线程的代价较高，Fixed 线程池中的线程一直存在，会不断查看任务队列是否有新任务完成，当提交任务给线程池时，若当时线程池已满会返回错误；

1. ThreadPool

线程池可以通过start 开启并传入最大线程数控制线程池规模：

// ThreadPool pool;
// pool.start(4);
void ThreadPool::start(int initThreadSize) {initThreadSize_ = initThreadSize;for (int i = 0; i < initThreadSize_; i++) {auto ptr = std::make_unique<Thread>(std::bind(&ThreadPool::threadFunc, this));threads_.emplace_back(std::move(ptr));}for (int i = 0; i < initThreadSize_; i++) {threads_[i]->start();}

线程池拥有vector 管理含Thread 资源的智能指针，Thread 类由C++11 thread 实现线程功能，thread 执行函数由ThreadPool::threadFunc 决定，因为本质上所有线程做的都是同一件事：向线程池中索要执行任务；

void ThreadPool::threadFunc() {while(true) {std::shared_ptr<Task> curTask;{std::unique_lock<std::mutex> lock(taskQueMtx_);notEmpty_.wait(lock, [&]() -> bool { return taskQue_.size() > 0; });curTask = taskQue_.front();taskQue_.pop();taskSize_--;if (taskQue_.size() > 0) {notEmpty_.notify_all();}notFull_.notify_all();}if (curTask != nullptr) {curTask->exec();}}

ThreadPool 使用生产者消费者模型，当任务队列有任务时，notEmpty 信号量苏醒，取任务执行并通知，因为执行任务导致队列缩短，因此notFull 通知，可以来提交任务了；(注意增加的Block，不然taskQueMtx_ 会导致其他线程一直等待从而只有一个线程在实际运行；

Result ThreadPool::submitTask(std::shared_ptr<Task> ptr) {std::unique_lock<std::mutex> lock(taskQueMtx_);if (!notFull_.wait_for(lock, std::chrono::seconds(1), [&]()->bool{return taskQue_.size() < taskQueMaxThreshHold_;})) {std::cerr<<"task queue is full, submitTask failed.\n";return Result(ptr, false);}taskQue_.emplace(ptr);taskSize_++;notEmpty_.notify_all();return Result(ptr);
}

提交任务会等待队列空出位置，不然报错，若有空余，添入队列并通知notEmpty 信号量；

2. Thread

Thread 很简单，注意开启detach；

Thread::Thread(ThreadFunc threadFunc) {func_ = threadFunc;
}Thread::~Thread() {}void Thread::start() {std::thread t(func_);t.detach();
}

3. Task

Task 为所有任务的父类，当有定义任务时，继承Task 并重写run() 即可：

class Task {public:void exec();void setResult(Result*);virtual Any run() = 0;
private:Result* result_;
};void Task::exec() {if (result_ != nullptr) {auto x = run();result_->setVal(std::move(x));}
}void Task::setResult(Result* r) {result_ = r;
}

考虑到线程执行完会有返回值，但是不同任务返回值可能不一样，引入Any 上帝类和 Result 结果类；

3. Any And Result

any C++17 中已经由标准实现，这儿手撸一个无值语义的Any，大致思路和下面标准类似：

any a = 1;
cout<<any_cast<int>(a)<<endl;
a = 2.2;
cout<<any_cast<double>(a)<<endl;
// >> 1
// >> 2.2

class Any {public:Any() = default;~Any() = default;Any(const Any &) = delete;Any &operator=(const Any &) = delete;Any(Any &&) = default;Any &operator=(Any &&) = default;template<typename T>Any(T data) : base_(std::make_unique<Derived < T>>(data)) {std::cout<<"T is constructing "<<data<<std::endl;}template<typename T>T cast() {auto pd = dynamic_cast<Derived <T> *>(base_.get());if (pd == nullptr) {throw "type is unmatched";}return pd->get();}private:class Base {public:virtual ~Base() = default;};template<typename T>class Derived : public Base {public:Derived(T data) : data_(data) {}~Derived() = default;T get() {return data_;}private:T data_;};private:std::unique_ptr<Base> base_;
};

Result 存放了Any 作为接受线程返回值，但是Result 获取有一个前提条件，任务线程必须先执行完再获取值，所以Result 生命周期必须比Task 长，而且Task 和 Result 有相互关系，Task 执行完向Result 存值，Result 持有shared_ptr 并在构造时向Task 传递；

实现的思路很简单，通过信号量同步：

Result::Result(std::shared_ptr<Task> sp, bool isValid): sp_(sp), isValid_(isValid){sp_->setResult(this);
}Any Result::get() {if (!isValid_) {return "";}sem_.wait();return std::move(any_);
}void Result::setVal(Any&& any) {any_ = std::move(any);sem_.post();
}

4. How to Use

class MyTask : public Task {public:MyTask(int begin, int end) : begin_(begin), end_(end) {}Any run() override {std::cout << "tid: " << std::this_thread::get_id() << " begin!\n";int sum = 0;for (int i = begin_; i <= end_; i++) {sum += i;}std::cout << "tid: " << std::this_thread::get_id() << " end!\n";return sum;}private:int begin_;int end_;
};int main() {ThreadPool pool;pool.start(4);Result res1 = pool.submitTask(std::make_shared<MyTask>(1, 1000));Result res2 = pool.submitTask(std::make_shared<MyTask>(1001, 2000));Result res3 = pool.submitTask(std::make_shared<MyTask>(2001, 3000));int res = res1.get().cast<int>() + res2.get().cast<int>() + res3.get().cast<int>();for (int i = 1; i <= 3000; i++) {res -= i;}assert(res == 0);exit(0);
}

assert 正常通过！

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