C++11中可通过std::thread、std::queue、std::mutex、std::condition_variable和std::function实现固定大小线程池，核心包括任务队列、互斥锁、条件变量、线程数组和停止标志；构造时启动指定数量线程并循环等待任务，任务通过enqueue提交并返回std::future支持获取结果，内部使用std::packaged_task包装任务，析构时设置停止标志并通知所有线程退出，确保资源正确释放，适用于避免频繁创建销毁线程的场景。
在C++11中，可以利用标准库提供的std::thread、std::queue、std::mutex、std::condition_variable和std::function等工具手动实现一个简单的固定大小线程池。这种线程池能够复用一组线程来执行多个任务，避免频繁创建和销毁线程的开销。
线程池的基本原理
线程池包含一个任务队列和一组工作线程。任务被提交到队列中，空闲线程从队列中取出任务并执行。主要组件包括：
任务队列：存放待执行的函数对象（std::function） 互斥锁：保护任务队列的线程安全访问 条件变量：用于通知线程有新任务到来 线程数组：存储固定数量的工作线程 停止标志：控制线程循环退出
实现代码示例
下面是一个简单的固定大小线程池实现：
#include #include #include #include #include #include #include #include class ThreadPool {public: explicit ThreadPool(size_t numThreads) : stop(false) { for (size_t i = 0; i < numThreads; ++i) { workers.emplace_back([this] { while (true) { std::function task; { std::unique_lock lock(queue_mutex); condition.wait(lock, [this] { return stop || !tasks.empty(); }); if (stop && tasks.empty()) return; task = std::move(tasks.front()); tasks.pop(); } task(); } }); } } template auto enqueue(F&& f) -> std::future<typename std::result_of::type> { using return_type = typename std::result_of::type; auto task = std::make_shared<std::packaged_task>( std::forward(f) ); std::future res = task->get_future(); { std::unique_lock lock(queue_mutex); if (stop) { throw std::runtime_error("enqueue on stopped ThreadPool"); } tasks.emplace([task]() { (*task)(); }); } condition.notify_one(); return res; } ~ThreadPool() { { std::unique_lock lock(queue_mutex); stop = true; } condition.notify_all(); for (std::thread &worker : workers) { worker.join(); } }private: std::vector workers; std::queue<std::function> tasks; std::mutex queue_mutex; std::condition_variable condition; bool stop;};
使用方式
创建一个4线程的线程池，并提交几个任务：
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int main() { ThreadPool pool(4); // 提交任务并获取 future auto result1 = pool.enqueue([]() { std::cout << "Task 1 running on thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl; return 42; }); auto result2 = pool.enqueue([]() { std::cout << "Task 2 running on thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl; return 84; }); // 等待结果 std::cout << "Result1: " << result1.get() << std::endl; std::cout << "Result2: " << result2.get() << std::endl; return 0;}
关键点说明
该实现的核心机制如下：
构造时启动线程：在构造函数中启动指定数量的线程，每个线程运行一个无限循环等待任务 任务提交与返回值支持：使用std::packaged_task包装任务，使enqueue能返回std::future 优雅关闭：析构函数设置停止标志，唤醒所有线程并等待其结束 线程安全：通过互斥锁保护任务队列，条件变量实现线程阻塞/唤醒基本上就这些。这个线程池虽然简单，但具备了核心功能，适合学习和小型项目使用。
以上就是C++如何实现线程池_C++11手动实现一个简单的固定大小线程池的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
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