线程池核心由任务队列、工作线程组和控制开关构成:使用std::queue+mutex+condition_variable保证线程安全;固定数量后台线程循环取任务并执行;通过atomic_bool m_stop和notify_all实现优雅关闭。

用 C++ 实现一个简单但实用的线程池,核心在于:任务队列 + 线程集合 + 同步机制。不需要依赖第三方库(如 Boost),C++11 及以上标准就足够。
线程池的基本结构设计
一个最小可用的线程池包含三个关键部分:
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任务队列:用
std::queue<:function>>存储待执行任务,配合std::mutex和std::condition_variable实现线程安全; - 工作线程组:启动固定数量的后台线程,每个线程循环等待并执行队列中的任务;
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控制开关:用布尔标志(如
m_stop)通知所有线程退出,配合条件变量唤醒等待中的线程。
关键同步逻辑:如何安全取任务
多个线程从队列取任务时,必须防止竞争和虚假唤醒:
- 用
std::unique_lock<:mutex>包裹整个取任务流程; - 使用
cv.wait(lock, [&]{ return !m_queue.empty() || m_stop; });带谓词的等待,避免 spurious wakeup; - 取出任务后立即
pop(),再解锁执行,保证任务不被重复取走; - 若队列为空且
m_stop == true,线程应直接退出循环。
提交任务与优雅关闭
对外提供简洁接口,隐藏内部细节:
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enqueue(F&& f, Args&&... args):用std::bind或 lambda 包装可调用对象,推入队列; -
wait_finish()(可选):等待所有已入队任务执行完毕(需额外计数器或std::latch(C++20)/std::barrier); -
~ThreadPool()中设置m_stop = true,广播cv.notify_all(),然后join()所有线程 —— 这是必须的,否则析构可能崩溃。
一个轻量级实现示例(C++11 兼容)
以下代码可直接编译运行,无外部依赖:
定义类 ThreadPool,私有成员包括:std::vector<:thread> m_workers、std::queue<:function>> m_queue、std::mutex m_mutex、std::condition_variable cv、std::atomic_bool m_stop{false}。构造时按指定数量启动线程,每个线程执行如下循环:
→ 加锁 → 等待非空或停止 → 取任务 → 解锁 → 执行任务 → 继续循环。enqueue() 内部加锁 push,并 notify_one。











