[c++] C++ 스레드 풀과 에러 핸들링

07 Dec 2023

본 포스트에서는 C++을 사용하여 스레드 풀을 구현하고, 스레드 풀에서 발생할 수 있는 에러를 어떻게 처리할 수 있는지에 대해 살펴보겠습니다.

C++ 스레드 풀이란?

스레드 풀은 스레드의 생성 및 관리를 추상화하여 손쉽게 다중 스레드를 활용할 수 있는 방법을 제공합니다. 일반적으로 작업이 큐에 추가되면 스레드 풀은 해당 작업을 수행할 스레드를 할당하고, 작업이 완료되면 스레드를 반환하여 재활용합니다.

C++11에서의 스레드 풀 구현

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

class ThreadPool {
public:
    ThreadPool(int numThreads) : stop(false) {
        for (int i = 0; i < numThreads; ++i) {
            workers.emplace_back([this] {
                while (true) {
                    std::function<void()> task;

                    {
                        std::unique_lock<std::mutex> lock(this->queueMutex);
                        this->condition.wait(lock, [this] {
                            return this->stop || !this->tasks.empty();
                        });

                        if (this->stop && this->tasks.empty()) {
                            return;
                        }

                        task = std::move(this->tasks.front());
                        this->tasks.pop();
                    }

                    task();
                }
            });
        }
    }

    template<class F>
    void enqueue(F&& f) {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queueMutex);
            tasks.emplace(std::forward<F>(f));
        }
        condition.notify_one();
    }

    ~ThreadPool() {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queueMutex);
            stop = true;
        }
        condition.notify_all();

        for (std::thread& worker : workers) {
            worker.join();
        }
    }

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

int main() {
    ThreadPool pool(4);
    for (int i = 0; i < 8; ++i) {
        pool.enqueue([i] {
            std::cout << "Task " << i << " executed" << std::endl;
        });
    }
}

위의 코드는 C++11을 사용하여 간단한 스레드 풀을 구현한 예제입니다. ThreadPool 클래스는 작업을 큐에 추가하고, 작업이 추가될 때마다 해당 스레드 풀의 스레드들 중 하나가 할당되어 작업을 처리합니다.

에러 핸들링의 중요성

스레드 풀을 사용할 때 발생할 수 있는 에러를 적절히 핸들링하는 것이 중요합니다. 스레드 풀에서 에러가 무시되거나 적절히 처리되지 않을 경우 전체 시스템에 치명적인 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.

에러 핸들링 예제

에러 핸들링을 보다 구체적으로 살펴보기 위해 스레드 풀에서 작업 수행 중 발생하는 에러를 캐치하고 처리하는 방법을 예시 코드로 살펴보겠습니다.

pool.enqueue([] {
    try {
        // 에러가 발생할 수 있는 작업 수행
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "에러 발생: " << e.what() << std::endl;
        // 에러 처리 로직 추가
    }
});

위의 예제에서는 작업을 수행하는 람다 함수 내부에서 try-catch 블록을 사용하여 작업 수행 중 발생한 에러를 캐치하고, 적절한 에러 처리 로직을 추가할 수 있습니다.

결론

C++을 사용하여 스레드 풀을 구현하고, 에러를 적절히 핸들링하는 것은 다중 스레드 환경에서 안정적인 프로그램을 개발하는 데 중요한 요소입니다. 적절한 스레드 풀 구현 및 에러 핸들링은 프로그램의 신뢰성 및 성능에 큰 영향을 미치므로 주의 깊게 고려해야 합니다.

참고 자료

C++ Concurrency in Action by Anthony Williams
“A C++11 Thread Pool Implementation” (Blog post by Anthony Williams)