多线程分割任务c语言(c语言多线程实例)

#include

//#include

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//#include

#include

namespace std

{

//线程池最大容量,应尽量设害羞的巨人点

#define THREADPOOL_MAX_NUM 16

//#define THREADPOOL_AUTO_GROW

//线程池,可以提交变参函数或拉姆达表达式的匿名函数执行,可以获取执行返回值

//不直接支持类成员函数, 支持类静态成员函数或全局函数,Opteron()函数等

class threadpool

{

using Task = function;//定义类型

vector _pool; //线程池

queue _tasks; //任务队列

mutex _lock; //同步

condition_variable _task_cv; //条件阻塞

atomic _run{ true }; //线程池是否执行

atomic _idlThrNum{ 0 }; //空闲线程数量

public:

inline threadpool(unsigned short size = 4) { addThread(size); }

inline ~threadpool()

{

_run=false;

_task_cv.notify_all(); // 唤醒所有线程执行

for (thread& thread : _pool) {

//thread.detach(); // 让线程“自生自灭”

if(thread.joinable())

thread.join(); // 等待任务结束， 前提：线程一定会执行完

}

}

public:

// 提交一个任务

// 调用.get()获取返回值会等待任务执行完,获取返回值

// 有两种方法可以实现调用类成员，

// 一种是使用 bind： .commit(std::bind(&Dog::sayHello, &dog));

// 一种是用 mem_fn： .commit(std::mem_fn(&Dog::sayHello), this)

template

auto commit(F&& f, Args&&... args) ->future

{

if (!_run) // stoped ??

throw runtime_error("commit on ThreadPool is stopped.");

using RetType = decltype(f(args...)); // typename std::result_of::type, 函数 f 的返回值类型

auto task = make_shared>(

bind(forward(f), forward(args)...)

); // 把函数入口及参数,打包(绑定)

future future = task->get_future();

{ // 添加任务到队列

lock_guard lock{ _lock };//对当前块的语句加锁 lock_guard 是 mutex 的 stack 封装类，构造的时候 lock()，析构的时候 unlock()

_tasks.emplace([task](){ // push(Task{...}) 放到队列后面

(*task)();

});

}

#ifdef THREADPOOL_AUTO_GROW

if (_idlThrNum <1 && _pool.size()

addThread(1);

#endif // !THREADPOOL_AUTO_GROW

_task_cv.notify_one(); // 唤醒一个线程执行

return future;

}

//空闲线程数量

int idlCount() { return _idlThrNum; }

//线程数量

int thrCount() { return _pool.size(); }

#ifndef THREADPOOL_AUTO_GROW

private:

#endif // !THREADPOOL_AUTO_GROW

//添加指定数量的线程

void addThread(unsigned short size)

{

for (; _pool.size() 0; --size)

{ //增加线程数量,但不超过 预定义数量 THREADPOOL_MAX_NUM

_pool.emplace_back( [this]{ //工作线程函数

while (_run)

{

Task task; // 获取一个待执行的 task

{

// unique_lock 相比 lock_guard 的好处是：可以随时 unlock() 和 lock()

unique_lock lock{ _lock };

_task_cv.wait(lock, [this]{

return !_run || !_tasks.empty();

}); // wait 直到有 task

if (!_run && _tasks.empty())

return;

task = move(_tasks.front()); // 按先进先出从队列取一个 task

_tasks.pop();

}

_idlThrNum--;

task();//执行任务

_idlThrNum++;

}

});

_idlThrNum++;

}

}

};

}

#endif //https://github.com/lzpong/

##C++11语言细节 即使懂原理也不代表能写出程序，上面用了众多c++11的“奇技淫巧”，下面简单描述之。

using Task = function 是类型别名，简化了 typedef 的用法。function 可以认为是一个函数类型，接受任意原型是 void() 的函数，或是函数对象，或是匿名函数。void() 意思是不带参数，没有返回值。

pool.emplace_back([this]{...}) 和 pool.push_back([this]{...}) 功能一样，只不过前者性能会更好；

pool.emplace_back([this]{...}) 是构造了一个线程对象，执行函数是拉姆达匿名函数 ；

所有对象的初始化方式均采用了 {}，而不再使用 () 方式，因为风格不够一致且容易出错；

匿名函数： [this]{...} 不多说。[] 是捕捉器，this 是引用域外的变量 this指针， 内部使用死循环, 由cv_task.wait(lock,[this]{...}) 来阻塞线程；

delctype(expr) 用来推断 expr 的类型，和 auto 是类似的，相当于类型占位符，占据一个类型的位置；auto f(A a, B b) -> decltype(a+b) 是一种用法，不能写作 decltype(a+b) f(A a, B b)，为啥？！ c++ 就是这么规定的！

commit 方法是不是很奇葩！可以带任意多的参数，第一个参数是 f，后面依次是函数 f 的参数(注意:参数要传struct/class的话,建议用pointer,小心变量的作用域)！ 可变参数模板是 c++11 的一大亮点，够亮！至于为什么是 Arg... 和 arg... ，因为规定就是这么用的！

commit 直接使用智能调用stdcall函数，但有两种方法可以实现调用类成员，一种是使用 bind： .commit(std::bind(&Dog::sayHello, &dog))； 一种是用 mem_fn： .commit(std::mem_fn(&Dog::sayHello), &dog)；

make_shared 用来构造 shared_ptr 智能指针。用法大体是 shared_ptr p = make_shared(4) 然后 *p == 4 。智能指针的好处就是， 自动 delete ！

bind 函数，接受函数 f 和部分参数，返回currying后的匿名函数，比如 bind(add, 4) 可以实现类似 add4 的函数！

forward() 函数，类似于 move() 函数，后者是将参数右值化，前者是... 肿么说呢？大概意思就是：不改变最初传入的类型的引用类型(左值还是左值，右值还是右值)；

packaged_task 就是任务函数的封装类，通过 get_future 获取 future ， 然后通过 future 可以获取函数的返回值(future.get())；packaged_task 本身可以像函数一样调用 () ；

queue 是队列类， front() 获取头部元素， pop() 移除头部元素；back() 获取尾部元素，push() 尾部添加元素；

lock_guard 是 mutex 的 stack 封装类，构造的时候 lock()，析构的时候 unlock()，是 c++ RAII 的 idea；

condition_variable cv; 条件变量， 需要配合 unique_lock 使用；unique_lock 相比 lock_guard 的好处是：可以随时 unlock() 和 lock()。 cv.wait() 之前需要持有 mutex，wait 本身会 unlock() mutex，如果条件满足则会重新持有 mutex。

最后线程池析构的时候,join() 可以等待任务都执行完再结束,很安全!