C++标准库为什么没有线程池？

Question

C++标准库为什么没有线程池？

4

自从C++11以来，C++中的并行/并发编程工具数量激增：线程、异步函数、并行算法、协程...但是关于一种流行的并行编程模式线程池呢？

就我所知，标准库中没有直接实现此功能。可以使用std::thread执行线程池，但这需要手动完成。可以通过std::async异步函数在新线程（std::launch::async）或调用线程（std::launch::deferred）中启动。

我认为可以很容易地使std::async支持线程池：通过另一个启动策略（std::launch::thread_pool），在隐式创建的全局线程池中执行任务；或者有一个std::thread_pool对象加上对std::async的重载函数，它接受一个线程池。

是否考虑过类似于此的解决方案，如果是，为什么被拒绝了？或者是否有我错过的标准解决方案？

- Andrei Matveiakin

3

可能是因为 1. 还没有被提出，或者 2. 提议尚未被接受。 - eerorika

@Useless 这是实现特定的。只有在使用 MSVC 的 Windows 上才会使用线程池，其他实现不使用线程池。 - Pepijn Kramer

2

将线程池引入标准并不容易。我不知道它是如何被引入的，但需要考虑到C++11引入了std::thread，而只有C++20引入了std::jthread。我认为在引入std::jthread之前需要积累使用新线程设施的经验，而这仍然是低级别的。我预计更高级别的抽象甚至更难标准化。 - 463035818_is_not_a_number

2

有许多不同类型的线程池，选择某个目的的“最佳”需要对应用程序和主机系统的属性有相当详细的了解。这些特性增加了达成标准化协议的难度。将支持针对Windows进行良好调整但对其他操作系统调整不足的线程池标准化，与C++的核心理念相悖。 - Peter

1

@Useless，使用线程池是无效的，因为std::future需要一个新线程。事实上，MSVC不得不修补他们的std::async，以便出于这个原因不使用线程池。具体来说，http://eel.is/c++draft/futures#state-10和相关部分会引起严重的头痛。 - Mgetz

显示剩余3条评论

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- François Andrieux · Accepted Answer

原则上，std::async 可以使用线程池，并且我认为允许这样做是有意图的。但实际上，thread_local 的存在使得这很困难。

从 cppreference 上关于 std::launch::async 的 std::async 中：

[...] 在新的执行线程上执行可调用对象f（初始化所有线程本地变量），就像由std::thread(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...)生成的一样 [...]

如果函数包含任何局部的 thread_local 变量，并且 std::async 使用了线程池，运行函数的行为将与使用 std::thread 的行为不同。

一个例子可能是 thread_local 第二次被同一线程调用时可能没有初始值。如果你使用 std::thread 代替，它将始终具有初始值。

另一种行为分歧的方式是，thread_local对象的析构函数在std::async和std::thread中不会以相同的方式运行。这可以通过Microsoft尝试使用线程池来说明，我怀疑这也吓退了其他人。您可以在此处阅读有关此非一致性的信息：在Visual Studio中，thread_local变量与std::async一起使用时析构函数无法调用，这是一个错误吗？。

要完全符合，实现将需要“重置”所有thread_local对象。这需要编译器支持，并开始看起来非常像启动一个新线程。