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cen
2025-08-06
目录

线程池

# 概念

线程池是一种多线程处理模型,它预先创建一组线程并管理它们的生命周期,用于执行大量短期或重复的任务。线程池的核心思想是复用线程,避免频繁创建和销毁线程带来的性能开销,从而提高程序的响应速度和系统资源利用率。

应用场景:

  1. 需要大量的线程来完成任务,且完成任务的时间比较短。
  2. 对性能要求苛刻的应用,比如要求服务器迅速响应客户请求。
  3. 接受突发性的大量请求,但不至于使服务器因此产生大量线程的应用。
#pragma once

#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <mutex>
#include <queue>
#include <vector>
#include "LockGuard.hpp"
#include "Thread.hpp"

using namespace ThreadNs;

const int gnum = 3;

template <class T>
class ThreadPool;

template <class T>
class ThreadData {
public:
    ThreadPool<T>* threadpool;
    std::string name;

public:
    ThreadData(ThreadPool<T>* tp, const std::string& n)
        : threadpool(tp), name(n) {}
};

template <class T>
class ThreadPool {
private:
    static void* handlerTask(void* args) {
        ThreadData<T>* td = (ThreadData<T>*)args;
        while (true) {
            T t;
            {
                LockGuard lockguard(td->threadpool->mutex());
                while (td->threadpool->isQueueEmpty()) {
                    td->threadpool->threadWait();
                }
                t = td->threadpool->pop();
            }
            std::cout << td->name << " 获取了一个任务: " << t.toTaskString()
                      << " 并处理完成,结果是:" << t() << std::endl;
        }
        delete td;
        return nullptr;
    }

    ThreadPool(const int& num = gnum) : _num(num) {
        pthread_mutex_init(&_mutex, nullptr);
        pthread_cond_init(&_cond, nullptr);
        for (int i = 0; i < _num; i++) {
            _threads.push_back(new Thread());
        }
    }

    void operator=(const ThreadPool&) = delete;
    ThreadPool(const ThreadPool&) = delete;

public:
    void lockQueue() { pthread_mutex_lock(&_mutex); }
    void unlockQueue() { pthread_mutex_unlock(&_mutex); }
    bool isQueueEmpty() { return _task_queue.empty(); }
    void threadWait() { pthread_cond_wait(&_cond, &_mutex); }
    T pop() {
        T t = _task_queue.front();
        _task_queue.pop();
        return t;
    }
    pthread_mutex_t* mutex() { return &_mutex; }

public:
    void run() {
        for (const auto& t : _threads) {
            ThreadData<T>* td = new ThreadData<T>(this, t->threadname());
            t->start(handlerTask, td);
            std::cout << t->threadname() << " start ..." << std::endl;
        }
    }
    void push(const T& in) {
        LockGuard lockguard(&_mutex);
        _task_queue.push(in);
        pthread_cond_signal(&_cond);
    }
    ~ThreadPool() {
        pthread_mutex_destroy(&_mutex);
        pthread_cond_destroy(&_cond);
        for (const auto& t : _threads)
            delete t;
    }

    static ThreadPool<T>* getInstance() {
        if (nullptr == tp) {
            _singlock.lock();
            if (nullptr == tp) {
                tp = new ThreadPool<T>();
            }
            _singlock.unlock();
        }
        return tp;
    }

private:
    int _num;
    std::vector<Thread*> _threads;
    std::queue<T> _task_queue;
    pthread_mutex_t _mutex;
    pthread_cond_t _cond;

    static ThreadPool<T>* tp;
    static std::mutex _singlock;
};

template <class T>
ThreadPool<T>* ThreadPool<T>::tp = nullptr;

template <class T>
std::mutex ThreadPool<T>::_singlock;

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