一个简单的线程池设计方案

一个简单的线程池本质上是生产者-消费者模型，一般是线程池负责消费任务，任务分配线程负责生产任务，任务可以由队列、链表或全局变量等数据结构承担。如果生产和消费速度差不多，可以采用环形队列结构；如果任务有优先级别，也可采用多个队列分别存放不同优先级别的任务。线程池的同步一般采用互斥锁和条件变量模式。如果为了追求效率，也可使用无锁队列结构。

实例代码如下：TaskPool.h

#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <list>
#include <vector>
#include <memory>
#include <iostream>class Task
{
public:virtual void doIt(){std::cout << "handle a task..." << std::endl;}virtual ~Task(){//为了看到一个task的销毁，这里刻意补上其析构函数std::cout << "a task destructed..." << std::endl;}
};class TaskPool final
{
public:TaskPool();~TaskPool();TaskPool(const TaskPool& rhs) = delete;TaskPool& operator=(const TaskPool& rhs) = delete;public:void init(int threadNum = 5);void stop();void addTask(Task* task);void removeAllTasks();private:void threadFunc();private:std::list<std::shared_ptr<Task>>            m_taskList;std::mutex                                  m_mutexList;std::condition_variable                     m_cv;bool                                        m_bRunning;std::vector<std::shared_ptr<std::thread>>   m_threads;
};

TaskPool.cpp

#include "TaskPool.h"TaskPool::TaskPool() : m_bRunning(false)
{}TaskPool::~TaskPool()
{removeAllTasks();
}void TaskPool::init(int threadNum/* = 5*/)
{if (threadNum <= 0)threadNum = 5;m_bRunning = true;for (int i = 0; i < threadNum; ++i){std::shared_ptr<std::thread> spThread;spThread.reset(new std::thread(std::bind(&TaskPool::threadFunc, this)));m_threads.push_back(spThread);}
}void TaskPool::threadFunc()
{std::shared_ptr<Task> spTask;while (true){std::unique_lock<std::mutex> guard(m_mutexList);while (m_taskList.empty()){                 if (!m_bRunning)break;//如果获得了互斥锁，但是条件不满足的话，m_cv.wait()调用会释放锁，且挂起当前//线程，因此不往下执行。//当发生变化后，条件满足，m_cv.wait() 将唤醒挂起的线程，且获得锁。m_cv.wait(guard);}if (!m_bRunning)break;spTask = m_taskList.front();m_taskList.pop_front();if (spTask == NULL)continue;spTask->doIt();spTask.reset();}std::cout << "exit thread, threadID: " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
}void TaskPool::stop()
{m_bRunning = false;m_cv.notify_all();//等待所有线程退出for (auto& iter : m_threads){if (iter->joinable())iter->join();}
}void TaskPool::addTask(Task* task)
{std::shared_ptr<Task> spTask;spTask.reset(task);{std::lock_guard<std::mutex> guard(m_mutexList);             m_taskList.push_back(spTask);std::cout << "add a Task." << std::endl;}m_cv.notify_one();
}void TaskPool::removeAllTasks()
{{std::lock_guard<std::mutex> guard(m_mutexList);for (auto& iter : m_taskList){iter.reset();}m_taskList.clear();}
}

上述代码封装了一个简单的任务队列模型，我们可以这么使用这个 TaskPool 对象：

#include "TaskPool.h"
#include <chrono>int main()
{TaskPool threadPool;threadPool.init();Task* task = NULL;for (int i = 0; i < 10; ++i){task = new Task();threadPool.addTask(task);}std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));threadPool.stop();return 0;
}

演示结果如下：

注：由于退出线程的输出提示不是原子的，多个线程并行执行，因此上图中这部分的输出出现了”错乱“。

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一个简单的线程池的实现 http://my.oschina.net/hejiula/blog/110519
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