[c++] 스레드 풀과 스레드 갯수 선택 기준

07 Dec 2023

이번 포스트에서는 C++로 스레드 풀을 구현하고 적절한 스레드 갯수를 선택하는 방법에 대해 살펴보겠습니다.

스레드 풀이란?

스레드 풀(Thread Pool) 은 스레드를 미리 생성해 놓고 작업 큐에 들어오는 작업을 스레드가 순차적으로 처리하는 방식의 병렬 처리 기법입니다. 스레드 풀을 사용하면 스레드 생성 및 제거로 인한 오버헤드를 줄일 수 있습니다.

C++에서의 스레드 풀 구현

C++11 이후부터는 표준 라이브러리에 스레드 관련 클래스 및 함수가 포함되어 있으며, 스레드 풀을 간단히 구현할 수 있습니다. std::thread와 std::mutex를 이용하여 스레드 풀을 만들고, 작업 큐를 관리할 수 있습니다.

아래는 C++11으로 구현된 간단한 스레드 풀의 예시입니다.

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

class ThreadPool {
public:
    ThreadPool(size_t numThreads) {
        for (size_t i = 0; i < numThreads; ++i) {
            threads.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 : threads) {
            worker.join();
        }
    }

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

적절한 스레드 갯수 선택

적절한 스레드 갯수를 선택하는 것은 스레드 풀의 성능에 중요한 영향을 미칩니다. 스레드 갯수를 결정할 때는 시스템의 코어 수, 사용되는 작업의 종류, 작업의 성격 등 여러 요소를 고려해야 합니다.

일반적으로, 시스템의 코어 수와 비슷한 수의 스레드를 사용하는 것이 좋은 성능을 얻을 수 있는 방법 중 하나입니다. 그러나 작업의 종류에 따라 적합한 스레드 갯수가 달라질 수 있으므로, 특정한 경우에는 세밀한 조정이 필요할 수도 있습니다.

결론

C++에서 스레드 풀을 구현하고 적절한 스레드 갯수를 선택하는 것은 병렬 처리 성능 향상에 중요한 요소입니다. 스레드 풀 구현 및 스레드 갯수 선택 시에는 시스템 환경 및 작업 특성을 고려하여 적절한 방법을 선택해야 합니다.