[c++] 스레드 풀과 작업 스케줄링

07 Dec 2023

이번에는 C++에서 스레드 풀과 작업 스케줄링에 대해 알아보겠습니다.

스레드 풀이란 무엇인가요?

스레드 풀은 작업을 처리하기 위해 미리 생성된 스레드들의 그룹입니다. 애플리케이션에서 작업이 생성되면 스레드 풀에서 사용 가능한 스레드에 작업을 할당하여 병렬로 처리할 수 있습니다.

C++에서의 스레드 풀

C++11부터 표준 라이브러리에는 std::thread 클래스를 사용하여 스레드를 관리할 수 있는 기능이 추가되었습니다. 스레드 풀을 만들기 위해 여러 스레드를 생성하고, 작업을 큐에 추가하고, 작업 스케줄링을 관리하는 코드를 작성할 수 있습니다.

다음은 C++에서 스레드 풀을 구현하는 간단한 예제 코드입니다.

#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

class ThreadPool {
public:
    ThreadPool(int numThreads) : isStopped(false) {
        for (int i = 0; i < numThreads; i++) {
            threads.emplace_back(std::thread([this]() {
                while (true) {
                    std::function<void()> task;
                    {
                        std::unique_lock<std::mutex> lock(queueMutex);
                        condition.wait(lock, [this] { return isStopped || !tasks.empty(); });
                        if (isStopped && tasks.empty()) {
                            return;
                        }
                        task = std::move(tasks.front());
                        tasks.pop();
                    }
                    task();
                }
            }));
        }
    }

    void addTask(std::function<void()> task) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(queueMutex);
        tasks.push(std::move(task));
        condition.notify_one();
    }

    void stop() {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queueMutex);
            isStopped = true;
        }
        condition.notify_all();
        for (std::thread& thread : threads) {
            if (thread.joinable()) {
                thread.join();
            }
        }
    }

    ~ThreadPool() {
        stop();
    }

private:
    std::vector<std::thread> threads;
    std::queue<std::function<void()>> tasks;
    std::mutex queueMutex;
    std::condition_variable condition;
    bool isStopped;
};

이 예제 코드는 C++11의 표준 라이브러리를 사용하여 간단한 스레드 풀을 구현한 것입니다.

작업 스케줄링

작업 스케줄링은 여러 작업을 순차적 또는 병렬로 처리하는 방법을 정의하는 것을 의미합니다. 이를 통해 시스템의 자원을 효율적으로 활용하고, 작업의 처리 시간을 최소화할 수 있습니다.

결론

C++에서는 스레드 풀과 작업 스케줄링을 효과적으로 구현할 수 있습니다. 이를 통해 다중 스레드 환경에서의 병렬 작업 처리를 보다 효율적으로 관리할 수 있습니다.

참고 문헌:

https://en.cppreference.com/w/cpp/thread
https://www.modernescpp.com/index.php/c-core-guidelines-be-aware-of-the-traps-of-condition-variables