我正在尝试使用 boost::asio 创建一个有限的线程池类。但是我被困在某一点上，有人可以帮助我吗？

唯一的问题是我应该在哪里减少计数器？

代码没有按预期工作。

问题是我不知道我的线程什么时候完成执行，以及我如何知道它已经返回到池中

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>
#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <boost/bind.hpp>
#include <boost/thread/mutex.hpp>
#include <stack>

using namespace std;
using namespace boost;

class ThreadPool
{
    static int count;
    int NoOfThread;
    thread_group grp;
    mutex mutex_;
    asio::io_service io_service;
    int counter;
    stack<thread*> thStk ;

public:
    ThreadPool(int num)
    {   
        NoOfThread = num;
        counter = 0;
        mutex::scoped_lock lock(mutex_);

        if(count == 0)
            count++;
        else
            return;

        for(int i=0 ; i<num ; ++i)
        {
            thStk.push(grp.create_thread(boost::bind(&asio::io_service::run, &io_service)));
        }
    }
    ~ThreadPool()
    {
        io_service.stop();
        grp.join_all();
    }

    thread* getThread()
    {
        if(counter > NoOfThread)
        {
            cout<<"run out of threads \n";
            return NULL;
        }

        counter++;
        thread* ptr = thStk.top();
        thStk.pop();
        return ptr;
    }
};
int ThreadPool::count = 0;


struct callable
{
    void operator()()
    {
        cout<<"some task for thread \n";
    }
};

int main( int argc, char * argv[] )
{

    callable x;
    ThreadPool pool(10);
    thread* p = pool.getThread();
    cout<<p->get_id();

    //how i can assign some function to thread pointer ?
    //how i can return thread pointer after work done so i can add 
//it back to stack?


    return 0;
}

最佳答案

简而言之，您需要用另一个函数包装用户提供的任务:

• 调用用户函数或可调用对象。
• 锁定互斥体并减少计数器。

我可能不了解此线程池的所有要求。因此，为清楚起见，以下是我认为的要求的明确列表:

• 池管理线程的生命周期。用户应该不能删除驻留在池中的线​​程。
• 用户可以以非侵入性的方式将任务分配给池。
• 在分配任务时，如果池中的所有线程当前都在运行其他任务，则丢弃该任务。

在提供实现之前，我想强调几个关键点:

• 线程一旦启动，就会一直运行，直到完成、取消或终止。线程正在执行的函数不能被重新分配。为了允许单个线程在其生命周期中执行多个函数，线程将希望使用将从队列中读取的函数启动，例如 io_service::run()，并且可调用类型被发布到事件队列中，例如来自 io_service::post()。
• io_service::run() 如果在 io_service 中没有待处理的工作、io_service 已停止或出现异常，则返回从线程正在运行的处理程序抛出。为了防止 io_serivce::run() 在没有未完成的工作时返回，可以使用 io_service::work 类。
• 定义任务的类型要求(即任务的类型必须可以通过 object() 语法调用)而不是要求类型(即任务必须继承自 process)，为用户提供了更大的灵 active 。它允许用户提供任务作为函数指针或提供空值 operator() 的类型。

使用boost::asio实现:

#include <boost/asio.hpp>
#include <boost/thread.hpp>

class thread_pool
{
private:
  boost::asio::io_service io_service_;
  boost::asio::io_service::work work_;
  boost::thread_group threads_;
  std::size_t available_;
  boost::mutex mutex_;
public:

  /// @brief Constructor.
  thread_pool( std::size_t pool_size )
    : work_( io_service_ ),
      available_( pool_size )
  {
    for ( std::size_t i = 0; i < pool_size; ++i )
    {
      threads_.create_thread( boost::bind( &boost::asio::io_service::run,
                                           &io_service_ ) );
    }
  }

  /// @brief Destructor.
  ~thread_pool()
  {
    // Force all threads to return from io_service::run().
    io_service_.stop();

    // Suppress all exceptions.
    try
    {
      threads_.join_all();
    }
    catch ( const std::exception& ) {}
  }

  /// @brief Adds a task to the thread pool if a thread is currently available.
  template < typename Task >
  void run_task( Task task )
  {
    boost::unique_lock< boost::mutex > lock( mutex_ );

    // If no threads are available, then return.
    if ( 0 == available_ ) return;

    // Decrement count, indicating thread is no longer available.
    --available_;

    // Post a wrapped task into the queue.
    io_service_.post( boost::bind( &thread_pool::wrap_task, this,
                                   boost::function< void() >( task ) ) );
  }

private:
  /// @brief Wrap a task so that the available count can be increased once
  ///        the user provided task has completed.
  void wrap_task( boost::function< void() > task )
  {
    // Run the user supplied task.
    try
    {
      task();
    }
    // Suppress all exceptions.
    catch ( const std::exception& ) {}

    // Task has finished, so increment count of available threads.
    boost::unique_lock< boost::mutex > lock( mutex_ );
    ++available_;
  }
};

关于实现的几点评论:

• 需要围绕用户的任务进行异常处理。如果用户的函数或可调用对象抛出非 boost::thread_interrupted 类型的异常，则调用 std::terminate()。这是 Boost.Thread 的 exceptions in thread functions 的结果行为。 Boost.Asio 的 effect of exceptions thrown from handlers 也值得一读.
• 如果用户通过boost::bind提供task，那么嵌套的boost::bind将编译失败。需要以下选项之一:
  • 不支持boost::bind创建的task。
  • 元编程根据用户的类型来执行编译时分支，如果 boost::bind 的结果使得 boost::protect 可以是使用，因为 boost::protect 只能在某些函数对象上正常运行。
  • 使用其他类型间接传递 task 对象。我选择使用 boost::function 以提高可读性，但会丢失确切的类型。 boost::tuple 虽然可读性稍差，但也可用于保留确切的类型，如 Boost.Asio 的 serialization 中所示。示例。

应用程序代码现在可以非侵入性地使用 thread_pool 类型:

void work() {};

struct worker
{
  void operator()() {};
};

void more_work( int ) {};

int main()
{ 
  thread_pool pool( 2 );
  pool.run_task( work );                        // Function pointer.
  pool.run_task( worker() );                    // Callable object.
  pool.run_task( boost::bind( more_work, 5 ) ); // Callable object.
}

thread_pool 可以在没有 Boost.Asio 的情况下创建，并且对于维护者来说可能稍微容易一些，因为他们不再需要了解 Boost.Asio 行为，例如io_service::run() 什么时候返回，io_service::work 对象是什么:

#include <queue>
#include <boost/bind.hpp>
#include <boost/thread.hpp>

class thread_pool
{
private:
  std::queue< boost::function< void() > > tasks_;
  boost::thread_group threads_;
  std::size_t available_;
  boost::mutex mutex_;
  boost::condition_variable condition_;
  bool running_;
public:

  /// @brief Constructor.
  thread_pool( std::size_t pool_size )
    : available_( pool_size ),
      running_( true )
  {
    for ( std::size_t i = 0; i < pool_size; ++i )
    {
      threads_.create_thread( boost::bind( &thread_pool::pool_main, this ) ) ;
    }
  }

  /// @brief Destructor.
  ~thread_pool()
  {
    // Set running flag to false then notify all threads.
    {
      boost::unique_lock< boost::mutex > lock( mutex_ );
      running_ = false;
      condition_.notify_all();
    }

    try
    {
      threads_.join_all();
    }
    // Suppress all exceptions.
    catch ( const std::exception& ) {}
  }

  /// @brief Add task to the thread pool if a thread is currently available.
  template < typename Task >
  void run_task( Task task )
  {
    boost::unique_lock< boost::mutex > lock( mutex_ );

    // If no threads are available, then return.
    if ( 0 == available_ ) return;

    // Decrement count, indicating thread is no longer available.
    --available_;

    // Set task and signal condition variable so that a worker thread will
    // wake up andl use the task.
    tasks_.push( boost::function< void() >( task ) );
    condition_.notify_one();
  }

private:
  /// @brief Entry point for pool threads.
  void pool_main()
  {
    while( running_ )
    {
      // Wait on condition variable while the task is empty and the pool is
      // still running.
      boost::unique_lock< boost::mutex > lock( mutex_ );
      while ( tasks_.empty() && running_ )
      {
        condition_.wait( lock );
      }
      // If pool is no longer running, break out.
      if ( !running_ ) break;

      // Copy task locally and remove from the queue.  This is done within
      // its own scope so that the task object is destructed immediately
      // after running the task.  This is useful in the event that the
      // function contains shared_ptr arguments bound via bind.
      {
        boost::function< void() > task = tasks_.front();
        tasks_.pop();

        lock.unlock();

        // Run the task.
        try
        {
          task();
        }
        // Suppress all exceptions.
        catch ( const std::exception& ) {}
      }

      // Task has finished, so increment count of available threads.
      lock.lock();
      ++available_;
    } // while running_
  }
};

关于c++ - 使用boost asio的线程池，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/12215395/