# thread_pool

**Repository Path**: damon_SJTU/thread_pool

## Basic Information

- **Project Name**: thread_pool
- **Description**: Implement a simple C++ thread_pool.
- **Primary Language**: C++
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2023-09-13
- **Last Updated**: 2023-09-14

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# thread_pool

#### 介绍
Implement a simple C++ thread_pool.

#### 软件架构

thread_pool.hpp: 这是单头文件库的组织形式，使得要使用这个线程池，只需要 #include "thread_pool.hpp" 即可。所有的实现都在这个头文件里囊括。

test_thread_pool.cpp: 这是对本库的线程池的测试文件。


#### 代码说明
1. 使用 mutex 的作用：

互斥锁 (mutex) 用于保护共享资源，确保在同一时间只有一个线程可以访问或修改共享资源。在线程池中，使用互斥锁来保护任务队列 _tasks，以及线程池状态 _run 和空闲线程数量 _idlThreadNum 的访问。

互斥锁对象的作用范围从其定义的位置开始，一直到其作用域结束。在互斥锁对象的作用范围内，通过对互斥锁对象进行加锁，可以保护其后面的代码块或共享资源，确保在同一时间只有一个线程可以访问或修改受保护的部分。在我们的代码中，unique_lock<mutex> lock(_mutex); 创建了一个 unique_lock 对象 lock，并传入了互斥锁 _mutex。从创建 lock 对象的位置开始，到 lock 对象的作用域结束，互斥锁 _mutex 被锁定，保护了其后面的代码块或共享资源。
在这种情况下，互斥锁的加锁和解锁是由 unique_lock 对象 lock 的构造函数和析构函数自动管理的。在 lock 对象的作用域结束时，unique_lock 的析构函数会自动释放互斥锁，这样其他线程就能够获得锁并访问受保护的部分。

所以需要**注意**的是，在 ThreadPoo::lrunATask() 函数里，有一个比较 **strange 的 {}，将 condition_variable 和对 _tasks 的部分操作包裹**起来了。应该条件变量的获取，以及 _tasks 队列的放入和取走，其状态可能会被生产者和消费者进程同时改变，必须保证同一时刻只有一个线程来完成这部分工作。但必须注意，一般只有 +1, -1, emplace_back, pop 等状态改变的才放入受 mutex 保护的代码区域。像我们代码里的 task() 这个真正执行多线程任务的，需要放到 mutex 范围之外。否则，由于 mutex 的独占性，则起不到多线程并行的作用了。

2. 使用 conditional_variable 的作用：

_cond 变量是一个条件变量 (condition_variable)，在线程池模型中用于线程之间的通信和线程等待的机制。
条件变量的作用是允许线程在某个条件满足之前等待，并在条件满足后被唤醒。在你提供的代码中，使用 _cond 变量来实现线程等待新任务的到来，以及唤醒等待的线程。

当有新任务被添加到 _tasks 中时，通过调用 addTask 函数中的 _cond.notify_one(); 或 _cond.notify_all();，唤醒一个或所有等待的线程。被唤醒的线程将再次尝试获取互斥锁 _mutex，并继续执行任务。

使用 while 循环来轮询 _tasks.empty() 可以实现类似的效果，即等待任务队列非空时再执行任务。但是，这种方式会导致线程一直占用 CPU 资源，不停地进行轮询，即使任务队列为空。这会导致资源的浪费和性能下降。通过使用条件变量，我们可以实现线程等待和唤醒的机制，确保在任务队列中有新任务时，线程能够及时被唤醒并执行任务，而不是忙等待或占用 CPU 资源。这有助于提高线程池的效率和资源利用率。

在这里，notify_one() 信号在 addTask() 被 call 时，线程池中的线程可能是满的。但由于我们使用了带第二个谓词的 _cond.wait()，此时不会造成唤醒丢失的问题。

伪唤醒和唤醒丢失，还需要再写代码来验证下。可以参考这篇[博客](https://www.cnblogs.com/smartNeo/p/14967684.html)