[C++知识库]C++-可返回结果的线程池

前言

之前写的C++线程池无法返回线程执行的返回结果，本篇博客对线程池进行改写，使其可以返回线程执行完成后的结果。

分析

C++11提供了packaged_task模板类，可以非常方便的将任务和结果进行分离，将任务放到线程中执行，执行完成时，自动设置关联的结果。

addTask接口传入一个lambda表达式个人认为是比较方便的，而返回值我们可以修改为返回一个future，这样调用方可以根据需要在恰当的时机去get结果。

由于不同的任务可能返回不同的结果，因此这个函数需要改成模板函数

实现

先贴一下原addTask实现：

void ThreadPool::pushTask(function<void()> task)
{
	{
		lock_guard<mutex> guard(taskMutex);
		taskQueue.push_back(std::move(task));
	}
	taskQueueCond.notify_one();
}

修改：

template <class Return_Type>
future<Return_Type> addTask(function<Return_Type()> task)
{
    packaged_task<Return_Type()> pack_task(task);
    future<Return_Type> future = pack_task.get_future();
    {
        lock_guard<mutex> guard(taskMutex);
        taskQueue.push_back([ = ]()
        {
            pack_task();
        });
    }
    taskQueueCond.notify_one();
    return future;
}

但此时pack_task()行报错

严重性 代码 说明 项目 文件 行 禁止显示状态
错误 C3848 具有类型“const std::packaged_task<int (void)>”的表达式会丢失一些 const-volatile 限定符以调用“void std::packaged_task<int (void)>::operator ()(void)”

这是因为lambda传入的参数默认都是const的，而packaged_task类的operator ()不是const的，因此加上mutable修饰

taskQueue.push_back([ pack_task ]() mutable
{
	pack_task();
});

此时提示

严重性 代码 说明 项目 文件 行 禁止显示状态
错误 C2280 “std::packaged_task<int (void)>::packaged_task(const std::packaged_task<int (void)> &)”: 尝试引用已删除的函数

这是因为packaged_task没有拷贝构造函数，只有移动构造函数，那我们能将其move到lambda表达式中吗？c++14支持该特性，但是，即使这么做了，我们也无法push_back成功。这是因为std::function可被拷贝，且其捕获的对象也要求可以拷贝，但显然pack_task不可拷贝，因此会失败。

解决方法就是使用指针，如果使用原生指针，还要涉及合适释放的问题，因此使用智能指针shared_prt。修改如下：

template <class Return_Type>
future<Return_Type> addTask(function<Return_Type()>&& task)
{
    auto pTask = std::make_shared<packaged_task<Return_Type()>>(task);//引用计数1
    future<Return_Type> future = pTask->get_future();
    {
        lock_guard<mutex> guard(taskMutex);
        taskQueue.push_back([pTask] ()
        {
            (*pTask)();
        });//引用计数为2
    }
    taskQueueCond.notify_one();
    return future;
}//引用计数为1

这样我们就得到了可以返回值的线程池，当taskConsumer函数执行完task时，引用从1变为0，packaged_task析构。

使用示例如下：

future_int = threadPool->addTask<int>([ = ]()
{
    //do somthing time-consuming
    return 99;
});
//do other thing
//anywhere and anytime need this result
cout<<future_int.get();