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分享个C++线程池的实现源码

news 2025/9/6 5:33:37

博主介绍：程序喵大人

35 - 资深C/C++/Rust/Android/iOS客户端开发
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嵌入式/人工智能/自动驾驶/音视频/游戏开发入门级选手
《C++20高级编程》《C++23高级编程》等多本书籍著译者
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概述

这里介绍一个功能完整C++线程池实现，本线程池设计精巧，支持核心线程与缓存线程管理、任务队列限制、异常处理、优雅关闭等高级特性，详见下文。

核心特性

1. 灵活的线程管理

线程池实现了两种线程类型：

核心线程：始终保持活跃，不会被回收
缓存线程：在任务高峰时创建，空闲超时后自动回收

enum class ThreadFlag { kInit = 0,   // 初始状态kCore = 1,   // 核心线程kCache = 2   // 缓存线程
};

2. 智能的任务调度

线程池使用条件变量(std::condition_variable)实现高效的任务通知机制：

核心线程无限等待新任务
缓存线程使用超时等待，避免资源浪费

if (thread_ptr->flag.load() == ThreadFlag::kCore) {// 核心线程无限等待this->task_cv_.wait(lock, [this, thread_ptr] { ... });
} else {// 缓存线程带超时等待this->task_cv_.wait_for(lock, this->config_.time_out, [this, thread_ptr] { ... });
}

3. 全面的异常处理

每个任务都被try-catch块包裹，确保异常不会逃逸到线程函数外：

this->tasks_.emplace([task]() { try {(*task)(); } catch (const std::exception& e) {std::cerr << "Task execution failed: " << e.what() << std::endl;} catch (...) {std::cerr << "Task execution failed with unknown exception" << std::endl;}
});

4. 优雅的关闭机制

提供两种关闭方式：

ShutDown()：等待所有任务完成
ShutDownNow()：立即终止所有线程

void ShutDown(bool is_now) {if (is_available_.load()) {if (is_now) {this->is_shutdown_now_.store(true);} else {this->is_shutdown_.store(true);}this->task_cv_.notify_all();is_available_.store(false);}
}

使用示例

基本用法

// 创建线程池配置
meow::ThreadPool::ThreadPoolConfig config(2, 4, 50);
meow::ThreadPool pool(config);// 启动线程池
pool.Start();// 提交任务
autofuture = pool.Run([]() {return fibonacci(10);
});// 获取结果
if (future) {std::cout << "Result: " << future->get() << std::endl;
}

异常处理示例

auto future = pool.Run([]() {return potentially_throwing_task(true);
});try {if (future) future->get();
} catch (const std::exception& e) {std::cerr << "Caught exception: " << e.what() << std::endl;
}