[c++] 스레드 풀과 스레드 풀 안정성 향상 방법

07 Dec 2023

이번 포스트에서는 C++로 스레드 풀을 만드는 방법과 스레드 풀 안정성을 향상시키는 방법에 대해 알아보겠습니다.

스레드 풀이란?

스레드 풀은 작업을 처리하는 데 사용되는 스레드의 고정된 집합입니다. 스레드 풀을 사용하면 작업을 처리하기 위해 매번 새로운 스레드를 생성하고 삭제할 필요가 없어지므로 성능이 향상됩니다.

C++에서 스레드 풀 만들기

아래는 C++11부터 제공되는 스레드와 스레드 풀을 사용하는 간단한 예제 코드입니다.

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

class ThreadPool {
public:
    ThreadPool(size_t numThreads) : stop(false) {
        for (size_t i = 0; i < numThreads; ++i) {
            workers.emplace_back([this] {
                while (true) {
                    std::function<void()> task;
                    {
                        std::unique_lock<std::mutex> lock(this->queue_mutex);
                        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(queue_mutex);
            tasks.emplace(std::forward<F>(f));
        }
        condition.notify_one();
    }

    ~ThreadPool() {
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex);
            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 queue_mutex;
    std::condition_variable condition;
    bool stop;
};

int main() {
    ThreadPool pool(4);
    // 작업을 스레드 풀에 추가
    pool.enqueue([] {
        std::cout << "Task 1" << std::endl;
    });
    pool.enqueue([] {
        std::cout << "Task 2" << std::endl;
    });
    // ...
}

스레드 풀 안정성 향상 방법

스레드 안전성 보장: 스레드 풀에서 여러 스레드가 동시에 작업을 수행하므로 데이터 레이스와 같은 문제를 방지하기 위해 스레드 안정성을 보장해야 합니다.
에러 핸들링: 스레드 풀 내에서 예외가 발생해도 해당 예외를 적절히 처리하고 스레드 풀이 종료되지 않도록 해야 합니다.
작업 처리량 제어: 스레드 풀에 큐잉된 작업의 처리량을 적절히 제어하여 과부하를 방지해야 합니다.

이렇게 스레드 풀의 안정성을 향상시키는 방법들을 적용하여 안정적으로 작업을 처리할 수 있습니다.

결론

C++에서 스레드 풀을 만들고 안정성을 향상시키는 방법을 알아보았습니다. 스레드 풀은 병렬 처리를 효율적으로 수행하기 위한 중요한 도구로, 적절히 활용함으로써 성능과 안정성을 극대화할 수 있습니다.

참고 자료:

C++ Concurrency in Action by Anthony Williams