【最容易理解】什么是线程池

简介: 线程池

1.单线程和多线程

在单线程程序中,所有任务都在一个线程上顺序执行。这意味着,在任何给定时间,只有一个任务在执行。因此,单线程程序无法利用多核处理器的并行性。


多核处理器具有多个核心,可以同时执行多个任务。当程序在多核处理器上运行时,多个线程可以同时在不同的核心上执行,从而加快程序的执行速度。


然而,在单线程程序中,所有任务都在一个线程上顺序执行,因此无法利用多核处理器的并行性。这意味着,即使程序在多核处理器上运行,它也只能使用一个核心。


2.什么是线程池

线程池是一种软件设计模式,用于在计算机程序中实现执行的并发性。它通过控制几个可重用的线程来执行这些任务。这种模式允许我们控制应用程序创建的线程数量和它们的生命周期。我们还可以安排任务的执行并将传入的任务保留在队列中。


线程池的一个优点是它可以减少创建和销毁线程的开销。当你向线程池提交一个任务时,它会在一个可用的线程上执行该任务。当该任务完成后,该线程不会被销毁,而是返回到线程池中,以便在将来重用。


此外,线程池还可以帮助你控制程序中活动线程的数量。你可以设置线程池的最大大小,以防止程序创建过多的线程,从而消耗过多的系统资源。


3.例子

使用C++11中引入的std::async和std::future来使用线程池。下面是一个示例,它使用线程池来执行print函数四次


#include <iostream>

#include <string>

#include <vector>

#include <future>

void print(int n, const std::string &str) {

   std::string msg = std::to_string(n) + " : " + str;

   std::cout << msg << std::endl;

}

int main() {

   std::vector<std::string> s = {"Educative.blog", "Educative", "courses", "are great"};

   std::vector<std::future<void>> futures;

   for (int i = 0; i < s.size(); i++) {

       futures.push_back(std::async(std::launch::async, print, i, s[i]));

   }

   for (auto &f : futures) {

       f.wait();

   }

   return 0;

}


这段代码创建了一个字符串向量s,其中包含四个字符串。然后,它创建了一个future向量futures,并使用循环为s中的每个字符串调用std::async函数。每次调用都传递三个参数:std::launch::async、print和两个参数(循环计数器i和s[i])。这会在线程池中异步执行print函数。


最后,在循环结束后,主线程使用另一个循环来等待所有任务完成执行。它通过调用每个future的wait()方法来实现这一点。


std::async来在线程池中异步执行任务。std::async函数会自动使用C++运行时库提供的线程池。这个线程池会控制一些可重用的线程来执行任务。


具体来说,当你调用std::async函数时,它会在线程池中安排一个任务。线程池会在一个可用的线程上执行该任务。当该任务完成后,该线程不会被销毁,而是返回到线程池中,以便在将来重用。


C++运行时库会自动管理线程池中的线程数量。你无需手动设置线程池的大小或控制可重用线程的数量

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