c++ - 将 std::packaged_task 添加到现有线程？

Question

是否有一种标准方法可以将 std::packaged_task 添加到现有线程？在任务运行之前必须发生大量开销，所以我想这样做一次，然后保持线程运行并等待任务执行。我希望能够使用 futures，这样我就可以有选择地获取任务的结果并捕获异常。

我的 C++11 之前的实现要求我的任务使用 Run() 方法从抽象基类继承(有点痛苦，不能使用 lambda)，并且具有一个 std::deque 集合，由我在主线程中添加并从工作线程中出队的那些集合组成。我必须保护该集合不被同时访问，并向工作线程提供一个信号，表明有事情要做，这样它就不会旋转或休眠。对某些东西进行排队会返回一个“结果”对象，其中包含一个等待任务完成的同步对象和一个结果值。一切正常，但如果有更好的东西，是时候升级了。

Answer 1

这是一个玩具线程池:

template<class T>
struct threaded_queue {
  using lock = std::unique_lock<std::mutex>;
  void push_back( T t ) {
    {
      lock l(m);
      data.push_back(std::move(t));
    }
    cv.notify_one();
  }
  boost::optional<T> pop_front() {
    lock l(m);
    cv.wait(l, [this]{ return abort || !data.empty(); } );
    if (abort) return {};
    auto r = std::move(data.back());
    data.pop_back();
    return std::move(r);
  }
  void terminate() {
    {
      lock l(m);
      abort = true;
      data.clear();
    }
    cv.notify_all();
  }
  ~threaded_queue()
  {
    terminate();
  }
private:
  std::mutex m;
  std::deque<T> data;
  std::condition_variable cv;
  bool abort = false;
};
struct thread_pool {
  thread_pool( std::size_t n = 1 ) { start_thread(n); }
  thread_pool( thread_pool&& ) = delete;
  thread_pool& operator=( thread_pool&& ) = delete;
  ~thread_pool() = default; // or `{ terminate(); }` if you want to abandon some tasks
  template<class F, class R=std::result_of_t<F&()>>
  std::future<R> queue_task( F task ) {
    std::packaged_task<R()> p(std::move(task));
    auto r = p.get_future();
    tasks.push_back( std::move(p) );
    return r;
  }
  template<class F, class R=std::result_of_t<F&()>>
  std::future<R> run_task( F task ) {
    if (threads_active() >= total_threads()) {
      start_thread();
    }
    return queue_task( std::move(task) );
  }
  void terminate() {
    tasks.terminate();
  }
  std::size_t threads_active() const {
    return active;
  }
  std::size_t total_threads() const {
    return threads.size();
  }
  void clear_threads() {
    terminate();
    threads.clear();
  }
  void start_thread( std::size_t n = 1 ) {
    while(n-->0) {
      threads.push_back(
        std::async( std::launch::async,
          [this]{
            while(auto task = tasks.pop_front()) {
              ++active;
              try{
                (*task)();
              } catch(...) {
                --active;
                throw;
              }
              --active;
            }
          }
        )
      );
    }
  }
private:
  std::vector<std::future<void>> threads;
  threaded_queue<std::packaged_task<void()>> tasks;
  std::atomic<std::size_t> active;
};

复制自another answer我的。

A thread_pool有 1 个线程与您的描述非常匹配。

上面只是一个玩具，一个真正的线程池我会替换std::packaged_task<void()>用move_only_function<void()> ，这就是我使用它的全部目的。 (如果效率低下，packaged_task<void()> 可以有趣地容纳 packaged_task<R()>)。

您将不得不对关机进行推理并制定计划。如果您尝试在未先清除线程的情况下将其关闭，则上述代码将被锁定。