线程池

#pragma once
#ifndef THREAD_POOL_H
#define THREAD_POOL_H

#include <vector>
#include <queue>
#include <atomic>
#include <future>
//#include <condition_variable>
//#include <thread>
//#include <functional>
#include <stdexcept>

namespace std
{
//线程池最大容量,应尽量设小一点
#define  THREADPOOL_MAX_NUM 10
//#define  THREADPOOL_AUTO_GROW

//线程池,可以提交变参函数或拉姆达表达式的匿名函数执行,可以获取执行返回值
//不直接支持类成员函数, 支持类静态成员函数或全局函数,Opteron()函数等
class threadpool
{
   using Task = function<void()>; //定义类型
 vector<thread> _pool;     //线程池
 queue<Task> _tasks;            //任务队列
 mutex _lock;                   //同步
 condition_variable _task_cv;   //条件阻塞
 atomic<bool> _run{ true };     //线程池是否执行
 atomic<int>  _idlThrNum{ 0 };  //空闲线程数量

public:
   inline threadpool(unsigned short size = 4) { addThread(size); }
   inline ~threadpool()
   {
      _run=false;
      _task_cv.notify_all(); // 唤醒所有线程执行
 for (thread& thread : _pool) {
         //thread.detach(); // 让线程“自生自灭”
 if(thread.joinable())
            thread.join(); // 等待任务结束， 前提：线程一定会执行完
 }
   }

public:
   // 提交一个任务
   // 调用.get()获取返回值会等待任务执行完,获取返回值
   // 有两种方法可以实现调用类成员，
   // 一种是使用   bind： .commit(std::bind(&Dog::sayHello, &dog));
   // 一种是用   mem_fn： .commit(std::mem_fn(&Dog::sayHello), this)
 template<class F, class... Args>
   auto commit(F&& f, Args&&... args) ->future<decltype(f(args...))>
   {
      if (!_run)    // stoped ??
 throw runtime_error("commit on ThreadPool is stopped.");

      using RetType = decltype(f(args...)); // typename std::result_of<F(Args...)>::type, 函数 f 的返回值类型
 auto task = make_shared<packaged_task<RetType()>>(
         bind(forward<F>(f), forward<Args>(args)...)
      ); // 把函数入口及参数,打包(绑定)
 future<RetType> future = task->get_future();
      {    // 添加任务到队列
 lock_guard<mutex> lock{ _lock };//对当前块的语句加锁  lock_guard 是 mutex 的 stack 封装类，构造的时候 lock()，析构的时候 unlock()
 _tasks.emplace([task](){ // push(Task{...}) 放到队列后面
 (*task)();
         });
      }
#ifdef THREADPOOL_AUTO_GROW
      if (_idlThrNum < 1 && _pool.size() < THREADPOOL_MAX_NUM)
         addThread(1);
#endif // !THREADPOOL_AUTO_GROW
 _task_cv.notify_one(); // 唤醒一个线程执行

 return future;
   }

   //空闲线程数量
 int idlCount() { return _idlThrNum; }
   //线程数量
 int thrCount() { return _pool.size(); }
#ifndef THREADPOOL_AUTO_GROW
private:
#endif // !THREADPOOL_AUTO_GROW
   //添加指定数量的线程
 void addThread(unsigned short size)
   {
      for (; _pool.size() < THREADPOOL_MAX_NUM && size > 0; --size)
      {   //增加线程数量,但不超过 预定义数量 THREADPOOL_MAX_NUM
 _pool.emplace_back( [this]{ //工作线程函数
 while (_run)
            {
               Task task; // 获取一个待执行的 task
 {
                  // unique_lock 相比 lock_guard 的好处是：可以随时 unlock() 和 lock()
 unique_lock<mutex> lock{ _lock };
                  _task_cv.wait(lock, [this]{
                        return !_run || !_tasks.empty();
                  }); // wait 直到有 task
 if (!_run && _tasks.empty())
                     return;
                  task = move(_tasks.front()); // 按先进先出从队列取一个 task
 _tasks.pop();
               }
               _idlThrNum--;
               task();//执行任务
 _idlThrNum++;
            }
         });
         _idlThrNum++;
      }
   }
};

}

#endif  //https://github.com/lzpong/