【c++】线程池概述

【c++】线程池概述

一、线程池概述

线程池（Thread Pool）是一种多线程编程的技术，它的核心思想是预先创建一定数量的线程并将它们组织起来管理。
当任务到达时，线程池可以直接将任务交给空闲线程来处理，而无需每次都创建新线程。
线程池能够显著提高系统性能，减少线程创建和销毁的开销，并能够有效地控制并发的线程数。

线程池的基本结构：
1.任务队列（TaskQueue）：用于存放待执行的任务。通常是一个线程安全的队列。
2.工作线程：线程池中的线程，负责从任务队列中取出任务并执行。
3.线程池管理：负责创建、管理和销毁工作线程。它还负责任务的调度和队列的管理。

二、线程池特点

1. 线程复用

线程池的核心优势之一就是线程复用。线程池创建时会预先启动一定数量的工作线程，并让这些线程处于等待任务的状态。每当有新任务提交时，线程池中的空闲线程就会从任务队列中取出任务并执行，任务执行完毕后，线程并不会销毁，而是继续等待执行新的任务。

• 减少线程创建和销毁的开销：每次创建线程和销毁线程都会消耗系统资源和时间。线程池通过复用线程来避免频繁的线程创建和销毁，提升了系统的性能。
• 优化资源利用：由于线程池中的线程不会被销毁，能够避免频繁地创建和销毁线程的系统开销，提升了资源利用效率。

2. 控制并发性

线程池能够控制并发性，即控制系统中同时执行的线程数量。这对于系统的稳定性和性能非常重要，尤其是对于资源有限的系统。

• 线程池大小的控制：通过设置线程池中的线程数量，可以避免系统因线程过多而导致的资源竞争、上下文切换和 CPU 负担过重等问题。
• 避免过多线程导致资源耗尽：控制并发线程数，防止因线程过多导致内存溢出或 CPU 过载。

3. 任务排队

线程池通常会使用一个任务队列来存放待执行的任务。任务提交后不会立即执行，而是进入队列等待空闲线程来执行。

• 先进先出：任务队列通常是一个先进先出（FIFO）的队列，确保任务按照提交的顺序依次执行。
• 任务调度：如果所有工作线程都在忙碌，任务会排队等待，直到有线程空闲。

4. 提高任务的响应速度

由于线程池中的线程是预先创建并且持续处于运行状态的，任务响应速度会明显提高。

• 任务提交即执行：任务提交到线程池时，若有空闲线程，任务会立即执行。这样，系统可以响应更多的并发请求，提升系统的吞吐量。
• 减少等待时间：任务不需要等待线程创建，减少了任务开始执行的延迟。

5. 提供线程管理和监控

线程池通常会提供线程管理和监控功能，使得开发者能够更好地了解线程池的运行状态、任务执行情况等。

• 线程生命周期管理：线程池会负责管理线程的生命周期，包括线程的创建、复用、销毁等。
• 任务队列监控：线程池会监控任务队列的状态，开发者可以获取当前待执行任务的数量等信息。
• 动态调整：根据任务的数量和系统负载，线程池可以调整线程池的大小来应对不同的需求。

6. 避免资源的过度消耗

在没有线程池的情况下，频繁地创建和销毁线程会导致资源的过度消耗，尤其是在高并发场景下。线程池通过以下方式避免资源的过度消耗：

• 线程池限制最大线程数：线程池能够控制并发线程数，避免因过多线程导致的资源耗尽（如内存、文件描述符等）。

7. 提供任务执行的灵活性

线程池提供了很多灵活的任务调度和执行策略，使得任务的执行更加高效和灵活。
后续大概讲一下 大致的流程 包括线程池模式 生产者消费者的流程 以及实现的一些基础知识