该线程池实现基于任务队列、工作线程组与互斥锁+条件变量同步机制,支持c++11以上标准,具备RaiI资源管理、移动语义和Lambda任务提交功能。

用 C++ 实现一个简单但可用的线程池,核心是:一个任务队列 + 一组工作线程 + 同步机制(互斥锁 + 条件变量)。下面是一个轻量、无依赖(仅标准库)、可直接编译运行的版本。
基本结构与关键组件
线程池包含三部分:
– 任务队列(std::queue<:function>>)
– 线程集合(std::vector<:thread>)
– 控制同步的 std::mutex 和 std::condition_variable
所有线程在空闲时等待新任务;提交任务后通知至少一个线程唤醒执行。
线程池类定义(含注释)
以下代码使用 C++11 及以上标准,支持 lambda、移动语义和 RAII 管理:
#include #include #include #include #include #include #include #include class ThreadPool { private: std::vector workers; std::queuefunction> tasks; std::mutex mtx; std::condition_variable cv; std::atomic stop{false}; public: explicit ThreadPool(size_t n) { for (size_t i = 0; i < n; ++i) { workers.emplace_back([this] { while (true) { std::function task; { std::unique_lock lock(mtx); cv.wait(lock, [this] { return stop.load() || !tasks.empty(); }); if (stop.load() && tasks.empty()) return; task = std::move(tasks.front()); tasks.pop(); } task(); // 执行任务 } }); } } ~ThreadPool() { { std::unique_lock lock(mtx); stop = true; } cv.notify_all(); for (auto& t : workers) { if (t.joinable()) t.join(); } } template void enqueue(F&& f, Args&&... args) { auto task = std::make_shared>( std::bind(std::forward(f), std::forward(args)...) ); { std::unique_lock lock(mtx); tasks.emplace([task]() { (*task)(); }); } cv.notify_one(); } };
如何使用(完整可运行示例)
下面是一个 main 函数,提交 10 个带编号的打印任务,观察并发执行效果:
#include #include #include int main() { ThreadPool pool(3); // 创建含 3 个工作线程的池 for (int i = 0; i < 10; ++i) { pool.enqueue([i] { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); std::cout << "Task " << i << " executed by thread " << std::this_thread::get_id() << 'n'; }); } // 主线程不立即退出,确保所有任务完成(实际项目中可加 wait 机制) std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); return 0; }
注意事项与改进点
这个实现适合学习和轻量场景,真实项目中可考虑:
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- 添加任务等待机制(如 wait_all() 或返回 std::future)
- 限制队列长度防止内存暴涨(加 size 检查 + 阻塞或丢弃策略)
- 支持优先级任务队列(用 std::priority_queue)
- 动态调整线程数(需更复杂的生命周期管理)
- 异常安全:worker 中捕获并传播异常(当前会终止线程)
基本上就这些。它不复杂但容易忽略 stop 标志和 notify 的时机 —— 错了就会死锁或漏任务。