如何在Linux C++中實現多線程的公平調度

在 Linux 中，C++11 標準提供了對多線程編程的支持

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

class FairScheduler {
public:
    void add_task(std::function<void()> task) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex_);
        tasks_.push(task);
        lock.unlock();
        condition_.notify_one();
    }

    void run() {
        while (true) {
            std::function<void()> task;
            {
                std::unique_lock<std::mutex> lock(queue_mutex_);
                condition_.wait(lock, [this] { return !tasks_.empty(); });
                task = std::move(tasks_.front());
                tasks_.pop();
            }
            task();
        }
    }

private:
    std::queue<std::function<void()>> tasks_;
    std::mutex queue_mutex_;
    std::condition_variable condition_;
};

int main() {
    FairScheduler scheduler;

    // 創建線程
    std::vector<std::thread> threads;
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        threads.emplace_back([&scheduler] { scheduler.run(); });
    }

    // 添加任務
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        int task_id = i;
        scheduler.add_task([task_id] {
            std::cout << "Task " << task_id << " is running on thread " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
        });
    }

    // 等待線程結束
    for (auto& thread : threads) {
        thread.join();
    }

    return 0;
}

在這個示例中，我們創建了一個名為 FairScheduler 的類，它使用一個隊列來存儲待執行的任務。add_task 方法用于向隊列中添加任務，而 run 方法用于執行隊列中的任務。run 方法使用條件變量來等待新任務的到來，從而實現公平調度。

在 main 函數中，我們創建了一個 FairScheduler 實例，并啟動了 5 個線程來執行任務。然后，我們向隊列中添加了 10 個任務，每個任務都會輸出其 ID 和運行它的線程 ID。最后，我們等待所有線程結束。