使用 c++11 实现一个线程池

线程池是一种用于管理和复用线程的机制。它通过预先创建一组线程，并将任务分配给这些线程来提高程序的性能和效率。线程池可以避免频繁地创建和销毁线程，从而减少了系统资源的消耗。它可以控制并发线程的数量，避免资源过度占用，并提供任务队列来存储等待执行的任务。线程池还可以根据需要动态调整线程的数量，以适应系统的负载情况。通过使用线程池，我们可以更好地管理线程的生命周期，提高程序的稳定性和可维护性。

代码实现

#include <vector>
#include <condition_variable>
#include <functional>
#include <future>
#include <mutex>
#include <queue>
#include <thread>

class ThreadPool
{
private:
    bool stop_;
    std::vector<std::thread> workers_;
    std::queue<std::function<void()>> tasks_;
    std::mutex mtx_;
    std::condition_variable cv_;

public:
    explicit ThreadPool(size_t thread_count)
        : stop_(false)
    {
        for (size_t i = 0; i < thread_count; ++i)
        {
            workers_.emplace_back([this]() {
                for (;;)
                {
                    std::function<void()> task;
                    {
                        std::unique_lock<std::mutex> ul(mtx_);
                        cv_.wait(ul, [this]() { return stop_ || !tasks_.empty(); });
                        if (stop_ && tasks_.empty())
                        {
                            return;
                        }
                        task = std::move(tasks_.front());
                        tasks_.pop();
                    }
                    task();
                }
            });
        }
    }

    ~ThreadPool()
    {
        {
            std::lock_guard<std::mutex> gl(mtx_);
            stop_ = true;
        }
        cv_.notify_all();
        for (auto &worker : workers_)
        {
            worker.join();
        }
    }

    template<typename F, typename... Args>
    auto submit(F &&f, Args &&...args) -> std::future<decltype(f(args...))>
    {
        auto task_ptr =
            std::make_shared<std::packaged_task<decltype(f(args...))()>>(std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...));
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lg(mtx_);
            if (stop_)
            {
                throw std::runtime_error("submit on stopped ThreadPool");
            }
            tasks_.emplace([task_ptr]() { (*task_ptr)(); });
        }
        cv_.notify_one();
        return task_ptr->get_future();
    }
};