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C++並發(fā)程式設(shè)計(jì)：如何進(jìn)行任務(wù)排程和執(zhí)行緒池管理？

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May 06, 2024 am 10:15 AM

c++ 並發(fā)程式設(shè)計(jì)

任務(wù)排程和執(zhí)行緒池管理是 C 並發(fā)程式設(shè)計(jì)中提高效率和可擴(kuò)展性的關(guān)鍵。任務(wù)調(diào)度：使用 std::thread 建立新執(zhí)行緒。使用 join() 方法加入執(zhí)行緒。執(zhí)行緒池管理：建立 ThreadPool 對(duì)象，指定執(zhí)行緒數(shù)量。使用 add_task() 方法新增任務(wù)。呼叫 join() 或 stop() 方法關(guān)閉執(zhí)行緒池。

C++並發(fā)程式設(shè)計(jì)：如何進(jìn)行任務(wù)排程和執(zhí)行緒池管理？

C 並發(fā)程式設(shè)計(jì)：任務(wù)排程與執(zhí)行緒池管理

##簡介

在同時(shí)編程中，任務(wù)調(diào)度和執(zhí)行緒池管理對(duì)於提高應(yīng)用程式的效率和可擴(kuò)展性至關(guān)重要。本文將引導(dǎo)您了解 C 中任務(wù)調(diào)度的概念，並展示如何使用 C 11 標(biāo)準(zhǔn)中的

std::thread 和 std::mutex 來管理執(zhí)行緒池。

任務(wù)排程

任務(wù)排程涉及指派和執(zhí)行非同步任務(wù)。在C 中，可以使用

std::thread 來建立新線程：

std::thread t([]() {
  // 執(zhí)行異步任務(wù)
});

要加入線程，請(qǐng)使用

join() 方法：

t.join();

執(zhí)行緒池管理

執(zhí)行緒池是一個(gè)預(yù)先建立並管理的執(zhí)行緒集合，可用來處理任務(wù)。使用執(zhí)行緒池可以避免重複建立和銷毀執(zhí)行緒的開銷。

以下是如何在C 中建立和管理執(zhí)行緒池：

class ThreadPool {
public:
  ThreadPool(int num_threads) {
    for (int i = 0; i < num_threads; i++) {
      threads_.emplace_back(std::thread([this]() { this->thread_loop(); }));
    }
  }

  void thread_loop() {
    while (true) {
      std::function<void()> task;

      {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx_);
        if (tasks_.empty()) {
          continue;
        }

        task = tasks_.front();
        tasks_.pop();
      }

      task();
    }
  }

  void add_task(std::function<void()> task) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx_);
    tasks_.push(task);
  }

  void stop() {
    std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx_);
    stop_ = true;
  }

  ~ThreadPool() {
    stop();

    for (auto& t : threads_) {
      t.join();
    }
  }

private:
  std::vector<std::thread> threads_;
  std::queue<std::function<void()>> tasks_;
  std::mutex mtx_;
  bool stop_ = false;
};

要使用執(zhí)行緒池，可以執(zhí)行下列步驟：

add_task() 方法將任務(wù)加入到執(zhí)行緒池。
join() 或 stop() 方法來關(guān)閉執(zhí)行緒池並等待所有任務(wù)完成。

實(shí)戰(zhàn)案例

以下是使用執(zhí)行緒池在多核心系統(tǒng)上執(zhí)行並發(fā)任務(wù)的範(fàn)例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include "thread_pool.h"

int main() {
  ThreadPool pool(4);

  std::vector<std::future<int>> futures;
  for (int i = 0; i < 10000; i++) {
    futures.push_back(pool.add_task([i]() { return i * i; }));
  }

  for (auto& f : futures) {
    std::cout << f.get() << std::endl;
  }

  return 0;
}

結(jié)論

透過使用

std::thread 和執(zhí)行緒池，可以有效地管理C 中的並發(fā)任務(wù)。無論是多核心系統(tǒng)上的科學(xué)運(yùn)算還是需要處理大量請(qǐng)求的 Web 服務(wù)，執(zhí)行緒調(diào)度和執(zhí)行緒池管理都是提高程式碼效率和可擴(kuò)展性的關(guān)鍵。

以上是C++並發(fā)程式設(shè)計(jì)：如何進(jìn)行任務(wù)排程和執(zhí)行緒池管理？的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！

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