C++11 下的线程池实现

C++11 下的线程池实现

1、利用c++11 提供的 、 、 等头文件来实现线程池实现。
2、任务调度要求：①、依据任务的优先级来调度，优先级越低者先被调度；②当优先级一致时，依据任务到来的时间顺序，即先到先服务。

①、申请若干的线程放入线程容器中，容器选择vector、list … 皆可；
②、在线程创建时，绑定run方法，让每个线程都在跑run；
③、实现一任务池，将每个任务放入任务池中，每个run线程都会在任务池中拿取任务，并执行。

①、线程容器选择，由于此容器是存放多线程的容器，不涉及到线程安全问题，不涉及线程同步。作者选用STL vector容器。
②、任务池容器选择，依据需求2，需要任务调度能够实现先来先服务，故拟采用队列queue容器来实现。
③、需求2中要求，根据任务优先级的方式来进行任务调度，queue容器只能在尾端入队，头部出队，无法实现依据优先级来进行队列的重排，有以下思路来实现：思路一：实现一链表实现的队列，但在每次插入新任务时，都需要遍历队列，依据优先级进行队列的重排，此方法，时间复杂度大，pass。
思路二：利用最小堆来实现根据依据任务优先级来进行任务重排的需求。最小堆时间复杂度低。
故结合最小堆和队列思路采用C++11中提供的优先级队列（priority_queue）来实现这个需求。

/// 线程池的实现 , 实现对任务进行优先级编号，利用优先级队列来选取任务

/// 利用 C++11 特性来实现线程池
#ifndef _THREAD_POOL_H_
#define _THREAD_POOL_H_


#include 
#include        /// 聊下vector 扩容机制
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

namespace wyz
{
/// 定义一个Task类
struct Task{
    bool operator() (const Task& a, const Task& b) 
    {
        return a.m_priority_int > b.m_priority_int; 
    }

    int m_priority_int;                     ///任务优先级     
    std::function m_task_fun;   ///任务函数
};


class ThreadPool{
public:
    ThreadPool(int threads_num) 
    : m_threads_num(threads_num)
    , is_stop(false) {
    }

    ~ThreadPool(){
        is_stop = true;
        m_condition.notify_all();           /// 通知所有线程
        for(auto & w : m_work_threads){
            w.join();                       /// 主线程会等待所有线程全部结束才会结束线程
        }
    }

    /// 创建线程池
    void start(){
        if(m_threads_num <= 0){
            assert(m_threads_num > 0);
        }

        for(int i = 0 ; i < m_threads_num; ++i){
            m_work_threads.emplace_back(std::bind(&ThreadPool::run, this));
        }
    }

    /// 任务队列内插入任务
    bool InsertTask(Task task){
        tasks_que_mutex.lock();
        m_tasks_que.emplace(task);
        tasks_que_mutex.unlock();
        m_condition.notify_all();
        return true;
    }

    

private:
    /// 在任务队列中取出优先级高的任务，并运行
    void run(){
        /// 如果线程池在运行
        while(!is_stop){
            Task task;
            std::unique_lock lk(tasks_que_mutex);   
            //最后一个参数是预制条件，调用wait_for的时候，首先就会判断这个条件，
            //如果这个条件返回false，那么会继续等待，如果再超时之前，收到了一个notify
            //那么他会再次执行这个预制条件来进行判断，超时的时候也还会再此执行这个条件，
            //条件成立就不会再进行等待
            m_condition.wait_for(lk
            ,std::chrono::milliseconds(100)
            ,[this](){return !m_tasks_que.empty();});
            if(m_tasks_que.empty()){
                continue;
            }
            else{
                task = m_tasks_que.top();   /// 拿到任务
                m_tasks_que.pop();
            }
            if(task.m_task_fun != nullptr){
                task.m_task_fun();          /// 执行任务
            }
        }
    }

private:
    int m_threads_num;                              /// 线程数
    std::atomic   is_stop;                    /// 线程池是否运行
    std::vector m_work_threads;        /// 线程容器
    std::priority_queue, Task> m_tasks_que;         /// 任务队列(带优先级)
    std::mutex tasks_que_mutex;                     /// 互斥量
    std::condition_variable m_condition;            /// 条件变量
};

}
#endif