C++单例模式实现线程池的示例代码

C语言单例模式实现线程池。

该代码中，使用了单例模式来创建线程池对象，保证了整个程序中只有一个线程池对象。

线程池中包含了任务队列、工作线程数组、互斥锁、条件变量等成员，通过这些成员来实现任务的提交和执行。

在主函数中，提交了10个任务，每个任务都是一个简单的打印数字的函数，最后等待所有任务执行完毕后销毁线程池。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

#define THREAD_POOL_SIZE 5

// 任务结构体
typedef struct {
    void (*task)(void*);
    void* arg;
} Task;

// 线程池结构体
typedef struct {
    Task* tasks; // 任务队列
    int size; // 任务队列大小
    int head; // 任务队列头指针
    int tail; // 任务队列尾指针
    int count; // 任务队列中任务数量
    pthread_mutex_t lock; // 互斥锁
    pthread_cond_t not_empty; // 非空条件变量
    pthread_cond_t not_full; // 非满条件变量
    int shutdown; // 线程池是否关闭
    pthread_t* threads; // 工作线程数组
    int thread_count; // 工作线程数量
} ThreadPool;

// 线程池单例结构体
typedef struct {
    ThreadPool* pool; // 线程池指针
} ThreadPoolSingleton;

static ThreadPoolSingleton* instance = NULL; // 线程池单例对象指针

// 工作线程函数
void* worker(void* arg) {
    ThreadPool* pool = (ThreadPool*)arg;
    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&pool->lock);
        while (pool->count == 0 && !pool->shutdown) {
            pthread_cond_wait(&pool->not_empty, &pool->lock);
        }
        if (pool->count == 0 && pool->shutdown) {
            pthread_mutex_unlock(&pool->lock);
            pthread_exit(NULL);
        }
        Task task = pool->tasks[pool->head];
        pool->head = (pool->head + 1) % pool->size;
        pool->count--;
        pthread_cond_signal(&pool->not_full);
        pthread_mutex_unlock(&pool->lock);
        task.task(task.arg);
    }
    return NULL;
}

// 创建线程池函数
ThreadPool* create_thread_pool(int thread_count, int queue_size) {
    ThreadPool* pool = (ThreadPool*)malloc(sizeof(ThreadPool));
    pool->tasks = (Task*)malloc(sizeof(Task) * queue_size);
    pool->size = queue_size;
    pool->head = 0;
    pool->tail = 0;
    pool->count = 0;
    pthread_mutex_init(&pool->lock, NULL);
    pthread_cond_init(&pool->not_empty, NULL);
    pthread_cond_init(&pool->not_full, NULL);
    pool->shutdown = 0;
    pool->threads = (pthread_t*)malloc(sizeof(pthread_t) * thread_count);
    pool->thread_count = thread_count;
    for (int i = 0; i < thread_count; i++) {
        pthread_create(&pool->threads[i], NULL, worker, pool);
    }
    return pool;
}

// 销毁线程池函数
void destroy_thread_pool(ThreadPool* pool) {
    pthread_mutex_lock(&pool->lock);
    pool->shutdown = 1;
    pthread_mutex_unlock(&pool->lock);
    pthread_cond_broadcast(&pool->not_empty);
    for (int i = 0; i < pool->thread_count; i++) {
        pthread_join(pool->threads[i], NULL);
    }
    free(pool->threads);
    free(pool->tasks);
    pthread_mutex_destroy(&pool->lock);
    pthread_cond_destroy(&pool->not_empty);
    pthread_cond_destroy(&pool->not_full);
    free(pool);
}

// 提交任务函数
void submit_task(ThreadPool* pool, void (*task)(void*), void* arg) {
    pthread_mutex_lock(&pool->lock);
    while (pool->count == pool->size && !pool->shutdown) {
        pthread_cond_wait(&pool->not_full, &pool->lock);
    }
    if (pool->shutdown) {
        pthread_mutex_unlock(&pool->lock);
        return;
    }
    pool->tasks[pool->tail].task = task;
    pool->tasks[pool->tail].arg = arg;
    pool->tail = (pool->tail + 1) % pool->size;
    pool->count++;
    pthread_cond_signal(&pool->not_empty);
    pthread_mutex_unlock(&pool->lock);
}

// 任务函数
void task_func(void* arg) {
    int* num = (int*)arg;
    printf("task %d is running\n", *num);
    free(num);
}

// 任务包装函数
void* task_wrapper(void* arg) {
    TaskWrapper* wrapper = (TaskWrapper*)arg;
    submit_task(wrapper->pool, wrapper->task, wrapper->arg);
    free(wrapper);
    return NULL;
}

init_instance() {
	instance = (ThreadPoolSingleton*)malloc(sizeof(ThreadPoolSingleton));
	instance->pool = create_thread_pool(THREAD_POOL_SIZE, THREAD_POOL_SIZE);
}
// 获取线程池单例对象函数
ThreadPool* get_thread_pool_instance() {
    return instance->pool;
}

int main() {
	init_instance();	/* 程序一开始，就必须执行。不然，与懒汉式无较大差异 */
    ThreadPool* pool = get_thread_pool_instance(); // 获取线程池单例对象
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        int* num = (int*)malloc(sizeof(int));
        *num = i;
        TaskWrapper* wrapper = (TaskWrapper*)malloc(sizeof(TaskWrapper));
        wrapper->pool = pool
		wrapper->task = task_func;
		wrapper->arg = num;
		pthread_t tid;
		pthread_create(&tid, NULL, task_wrapper, wrapper); // 提交任务
	}
	sleep(1); // 等待所有任务执行完毕
	destroy_thread_pool(pool); // 销毁线程池
	return 0;
}

/*
该示例代码中，使用了单例模式来创建线程池对象，保证了整个程序中只有一个线程池对象。
线程池中包含了任务队列、工作线程数组、互斥锁、条件变量等成员，通过这些成员来实现任务的提交和执行。
在主函数中，提交了10个任务，每个任务都是一个简单的打印数字的函数，最后等待所有任务执行完毕后销毁线程池。
*/

到此这篇关于C++单例模式实现线程池的示例代码的文章就介绍到这了,更多相关C++单例模式实现线程池内容请搜索自由互联以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自由互联！