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C++线程池学习Day01

时间:2026-01-23 23:00:51
C++线程池学习Day01
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1. ThreadPool 类的公共接口ThreadPool 类的公共接口包括:构造函数 ThreadPool(size_t):初始化线程池,创建指定数量的工作线程。模板函数 enqueue:用于提交任务到线程池,支持任意可调用对象和参数。析构函数 ~ThreadPool():负责清理资源,停止所有工作线程。2. ThreadPool 类的数据成员ThreadPool 类的数据成员包括:std::vectorstd::thread workers:存储工作线程的容器,每个线程从任务队列中取出并执行任务。std::queuestd::functionvoid() tasks:任务队列,存储待执行的任务(以 std::functionvoid() 形式封装)。std::mutex queue_mutex:互斥锁,用于保护任务队列,防止多线程同时访问导致数据竞争。std::condition_variable condition:条件变量,用于通知工作线程有新任务到达或线程池停止。bool stop:停止标志,当设置为 true 时,工作线程在完成当前任务后退出。3. enqueue 函数的参数、返回值类型及设计原因(1)参数enqueue 函数的参数包括:F&& f:一个可调用对象(如函数、Lambda、成员函数等),使用转发引用(&&)保持参数的值类别(左值/右值)。Args&&... args:可变参数模板,表示可调用对象 f 的参数列表,同样使用转发引用避免不必要的拷贝。(2)返回值类型返回值类型为 std::futuretypename std::result_ofF(Args...)::type,即一个 std::future 对象,其模板参数为任务 f 的返回类型。(3)设计原因模板参数 F 和 Args...:支持任意可调用对象和参数类型,避免为每种任务类型编写重载函数。例如:pool.enqueue([]{ return 42; }); // Lambda 无参数 pool.enqueue(add, 2, 3); // 普通函数 MyClass obj; pool.enqueue(&MyClass::process, &obj, 10); // 成员函数 成员函数需通过 &MyClass::process 和对象指针(如 &obj)传递,因为成员函数隐式绑定 this 指针。转发引用 F&& 和 Args&&...:保持参数的值类别(左值/右值),避免不必要的拷贝。例如:std::string s = "hello"; pool.enqueue(func, s); // 左值引用,拷贝 pool.enqueue(func, std::move(s)); // 右值引用,移动 需结合 std::forward 实现完美转发(尽管在 enqueue 中未直接使用,但在任务包装时内部实现会用到)。std::result_ofF(Args...)::type:推导任务 f 的返回类型,确保 std::future 的模板参数正确。例如:若 f 返回 int,则 std::futureint。若 f 返回 void,则 std::futurevoid。typename 关键字用于告知编译器 std::result_of...::type 是一个类型(而非静态成员)。返回值 std::future:提供异步获取结果的机制,支持非阻塞任务提交和阻塞式结果获取(通过 future.get())。可捕获任务中的异常(若任务抛出异常,future.get() 会重新抛出)。示例:auto future = pool.enqueue([] { return 1 + 1; }); int result = future.get(); // 阻塞直到任务完成 总结enqueue 的设计通过模板和转发引用实现泛型任务提交,结合 std::future 提供灵活的异步结果处理,同时利用条件变量和互斥锁确保线程安全。这种设计既高效又通用,适用于多种任务场景。
时间:2026-01-23 23:00:51
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