异步唤醒机制：eventfd和条件变量区别

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eventfd和条件变量都可以用于线程间的同步和通信的机制，但它们有一些不同之处。

eventfd是Linux提供的一种事件通知机制，通过读写eventfd的文件描述符来进行事件的触发和等待。eventfd使用简单，适合于一对多的通知场景，例如线程池中的工作线程等待任务的到来。当有任务提交时，可以通过写入eventfd的文件描述符来唤醒工作线程。工作线程在等待eventfd事件触发时会阻塞，直到事件触发后才会被唤醒继续执行。

条件变量是一种线程间的同步机制，通过等待和通知的方式来实现线程间的协调。条件变量通常与互斥锁结合使用，用于等待某个条件的发生。线程可以通过等待条件变量来阻塞自己，直到其他线程通知条件变量发生变化。一旦条件变量被通知，等待的线程将被唤醒，并重新检查条件是否满足。条件变量适合于多对多的通信场景，例如生产者-消费者模型。

总结起来，eventfd适合一对多的通知场景，通过文件描述符的读写来进行事件的触发和等待；条件变量适合多对多的通信场景，通过等待和通知的方式来实现线程间的协调。在具体应用中，可以根据需求选择合适的机制来实现线程间的同步和通信。

基于eventfd实现线程池

要基于eventfd实现线程池，首先需要了解eventfd是什么以及如何使用。eventfd是Linux提供的一种事件通知机制，可以用于线程间的同步与通信。它提供了一个文件描述符，可以通过读写该文件描述符来进行事件的触发和等待。

下面是一个基于eventfd的简单线程池的示例代码：

#include <iostream> #include <thread> #include <vector> #include <queue> #include <functional> #include <unistd.h> #include <sys/eventfd.h> class ThreadPool { public: ThreadPool(int numThreads) : stop(false) { // 创建eventfd eventfd = ::eventfd(0, EFD_NONBLOCK); if (eventfd == -1) { throw std::runtime_error("Failed to create eventfd"); } // 创建工作线程 for (int i = 0; i < numThreads; ++i) { threads.emplace_back(std::thread(&ThreadPool::workerThread, this)); } } ~ThreadPool() { // 停止工作线程 stop = true; for (auto& thread : threads) { thread.join(); } // 关闭eventfd ::close(eventfd); } // 提交任务 template<typename Func, typename... Args> void submit(Func&& func, Args&&... args) { { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex); tasks.emplace(std::bind(std::forward<Func>(func), std::forward<Args>(args)...)); } // 唤醒一个工作线程 uint64_t value = 1; ::write(eventfd, &value, sizeof(value)); } private: // 工作线程函数 void workerThread() { while (!stop) { // 等待事件触发 uint64_t value; ::read(eventfd, &value, sizeof(value)); std::function<void()> task; { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex); if (!tasks.empty()) { task = std::move(tasks.front()); tasks.pop(); } } if (task) { task(); } } } int eventfd; // eventfd文件描述符 std::vector<std::thread> threads; // 工作线程 std::queue<std::function<void()>> tasks; // 任务队列 std::mutex mutex; // 互斥锁 bool stop; // 是否停止工作线程 }; // 示例任务函数 void taskFunc(int id) { std::cout << "Task " << id << " is running in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl; // 具体任务逻辑 } int main() { ThreadPool threadPool(4); // 提交任务 for (int i = 0; i < 10; ++i) { threadPool.submit(taskFunc, i); } // 等待任务完成 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); return 0; } 

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上述代码实现了一个基于eventfd的线程池。在ThreadPool类中，通过eventfd来实现工作线程的同步与通信。每个工作线程都会在循环中等待eventfd的事件触发，一旦有任务提交，就会从任务队列中取出任务并执行。

基于条件变量实现线程池：

下面是一个基于条件变量的线程池的示例代码：

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!#include <iostream> #include <queue> #include <vector> #include <thread> #include <functional> #include <mutex> #include <condition_variable> class ThreadPool { public: ThreadPool(int numThreads) : stop(false) { for (int i = 0; i < numThreads; ++i) { threads.emplace_back(std::thread(&ThreadPool::workerThread, this)); } } ~ThreadPool() { { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex); stop = true; } condition.notify_all(); for (std::thread& thread : threads) { thread.join(); } } template<typename F, typename... Args> void submit(F&& f, Args&&... args) { { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex); tasks.emplace(std::bind(std::forward<F>(f), std::forward<Args>(args)...)); } condition.notify_one(); } private: void workerThread() { while (true) { std::function<void()> task; { std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex); condition.wait(lock, [this]() { return stop || !tasks.empty(); }); if (stop && tasks.empty()) { return; } task = std::move(tasks.front()); tasks.pop(); } task(); } } std::vector<std::thread> threads; std::queue<std::function<void()>> tasks; std::mutex mutex; std::condition_variable condition; bool stop; }; // 示例任务函数 void taskFunc(int id) { std::cout << "Task " << id << " is running in thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl; // 具体任务逻辑 } int main() { ThreadPool threadPool(4); // 提交任务 for (int i = 0; i < 10; ++i) { threadPool.submit(taskFunc, i); } // 等待任务完成 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); return 0; } 

上述代码实现了一个基于条件变量的线程池。在ThreadPool类中，使用条件变量和互斥锁来实现线程的同步和通信。每个工作线程都会在循环中等待条件变量的通知，一旦有任务提交，就会从任务队列中取出任务并执行。