线程池八股文
🧾 线程池八股文
一、基础语法 & STL
Q1：std::function<void()> task; 在这里是什么意思？
在
workers_的线程循环里，定义了一个task变量，它是一个 通用可调用对象包装器。这里统一把所有提交的任务（lambda、函数等）存放到
tasks_队列中，工作线程取出来放到task里，再调用task()执行。
Q2：为什么要 std::move(tasks_.front())？
因为
tasks_是一个std::queue<std::function<void()>>。tasks_.front()返回的是引用，如果直接赋值会触发一次拷贝构造；用
std::move可以把任务对象的所有权转移到局部变量task，避免额外拷贝，提高效率。注意：不能返回引用，因为
tasks_.pop()后，front()指向的元素生命周期就结束了。
Q3：workers_.emplace_back([this]{ ... }) 为什么用 emplace_back？
workers_是一个std::vector<std::thread>。用
emplace_back可以在vector内部直接构造一个std::thread对象，避免一次多余的拷贝/移动。在这里，lambda 捕获了
this，所以每个线程都能访问tasks_、queue_mutex_和condition_。
Q4：为什么在 condition_.wait() 里必须用 unique_lock 而不是 lock_guard？
condition_.wait()内部会在阻塞期间 释放queue_mutex_，唤醒后再重新加锁。lock_guard不能解锁再上锁，所以必须用std::unique_lock<std::mutex>。
二、并发编程原理
Q5：为什么 condition_.wait(lock, [this]{ return !tasks_.empty() || stop_; }); 要有谓词？
因为可能发生 虚假唤醒 或竞争唤醒。
如果不用谓词，线程可能在
tasks_仍然为空时就被唤醒，然后执行task = tasks_.front()→ 直接越界崩溃。谓词
!tasks_.empty() || stop_确保只有在队列里有任务，或者收到停止信号时，线程才会继续。
Q6：为什么在锁外执行 task()？
task = std::move(tasks_.front());
tasks_.pop();
} // 这里锁释放
task(); // 在锁外执行
因为
task()可能是一个耗时任务，如果在持有queue_mutex_时执行，就会阻塞其他线程从tasks_取任务。正确做法：取出任务后立即释放
queue_mutex_，让其他线程也能并发消费队列。
Q7：析构函数里为什么要先 stop_ = true 再 condition_.notify_all()？
析构函数里加锁修改
stop_：{std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex_);stop_ = true; } condition_.notify_all();必须先改
stop_，再通知所有等待在condition_上的线程。否则线程被唤醒时看不到最新的
stop_值，会继续 wait，导致死锁。
Q8：为什么 stop_ 不需要是 std::atomic<bool>？
因为所有对
stop_的访问都在queue_mutex_锁保护下。互斥锁已经保证了内存可见性和顺序一致性，所以没必要额外用
atomic。
三、线程与任务模型
Q9：线程和 CPU 的关系是什么？
在代码里，
workers_存的是一组std::thread对象，每个线程需要被操作系统调度到 CPU 核心上才能运行。如果线程数 ≤ CPU 核心数 → 真并行；
如果线程数 > CPU 核心数 → 操作系统用时间片轮转，让
workers_中的线程轮流在 CPU 上跑。
Q10：CPU 密集 vs IO 密集，在 ThreadPool 参数选择上有什么区别？
CPU 密集型任务：比如
task()里做矩阵运算，CPU 总是满载，线程池大小 ≈ CPU 核心数。IO 密集型任务：比如
task()里做网络请求，CPU 大部分时间在等 IO → 可以设置workers_数量为 CPU 核心数的 2~4 倍，提高 CPU 利用率。
四、扩展设计
Q11：现在的 submit(std::function<void()> task) 只能提交 void() 任务，如何支持返回值？
可以改为用
std::packaged_task<T()>封装任务，把future返回给调用者。工作线程依旧在
workers_中执行(*task)();，结果会写入 future 的共享状态。
Q12：如果 task() 抛异常会怎样？
如果
task()里抛出未捕获的异常，该工作线程会调用std::terminate()，导致整个程序崩溃。解决方法：在
task();外层包一层 try-catch，把异常捕获并记录下来，保证线程池不会因为一个任务挂掉。
五、面试总结套路（带参数名）
当面试官问你“解释一下这个线程池”时，你可以这样回答：
整体思路：
workers_里预先创建了 N 个线程，它们在循环里等待任务。任务被压入
tasks_队列，condition_唤醒等待的线程。线程取任务时持有
queue_mutex_，保证对队列的访问安全。析构时设置
stop_ = true，通知所有线程退出并 join。
关键细节：
用
std::function<void()>存放任意任务。用
std::unique_lock+condition_.wait()防止虚假唤醒。任务取出后在锁外执行，避免阻塞其他线程。
析构时先改
stop_再notify_all()，避免死锁。
扩展点：
返回值支持 →
std::packaged_task+std::future。优先级任务 →
std::priority_queue。过载保护 → 限制
tasks_大小，丢弃或阻塞提交。