线程池常见面试问答
好嘞 👍，我帮你把这些 线程池 + 并发编程八股文 整理成 问答对照表（Q & A），你面试时可以直接用。
🧾 线程池常见面试问答
一、基础语法 & STL
Q1：std::function<void()> 和函数指针的区别？
std::function是通用的可调用包装器，可以存储 lambda、函数、仿函数、函数指针。函数指针只能存一个函数地址，不支持捕获环境。
std::function内部通过 类型擦除（type erasure） 实现，灵活但有一定性能开销（可能涉及动态分配）。
Q2：为什么要 std::move(tasks_.front())？
避免拷贝，直接把任务对象所有权转移到局部变量
task。如果不用
move，则会调用拷贝构造，多一次内存分配/复制。不能返回引用，因为
queue.pop()后元素生命周期结束。
Q3：emplace_back 和 push_back 的区别？
push_back需要先构造对象再拷贝/移动到容器。emplace_back在容器内部 原地构造，省一次拷贝/移动。这里
emplace_back([this]{...})直接在vector里构造线程对象。
Q4：Lambda 捕获 [this] 有什么风险？
[this]捕获当前对象指针，如果对象先析构而线程还在运行，就会访问悬空指针 → 未定义行为。避免方式：
在析构函数里设置
stop_ = true;并join()所有线程。或者用
shared_from_this配合智能指针，保证生命周期。
Q5：unique_lock 和 lock_guard 的区别？
lock_guard：轻量级，构造时加锁，析构时解锁，不可解锁/再锁。unique_lock：更灵活，可以手动 unlock()/lock()，支持condition_variable::wait()。所以线程池里必须用
unique_lock，否则wait()无法自动释放锁。
二、并发编程原理
Q6：为什么 condition_variable::wait() 需要谓词？
防止 虚假唤醒（spurious wakeup）。
wait(lock, pred)会反复检查pred，直到返回 true。否则可能在任务队列仍为空时提前唤醒，导致线程取不到任务。
Q7：为什么 stop_ 不用 atomic<bool>？
因为所有对
stop_的读写都在mutex锁保护下，互斥锁已经保证内存可见性。如果去掉锁，仅依赖原子操作也能工作，但需要小心任务队列的并发访问。
Q8：为什么要在锁外执行 task()？
避免任务执行期间长时间持锁，阻塞其他线程取任务。
正确做法：取任务时加锁，执行任务时释放锁。
Q9：析构函数里为什么先 stop_ = true 再 notify_all()？
如果先通知，线程被唤醒时可能还看不到
stop_改变，导致重新进入等待，形成死锁。必须先修改标志，再通知，让线程看到正确的退出条件。
Q10：如果任务抛出异常会怎样？
默认情况下，线程函数中未捕获的异常会调用
std::terminate()，整个程序崩溃。改进方法：在任务执行时用 try-catch 包裹，保证异常被吞掉或记录。
三、线程池设计扩展
Q11：如何让 submit 支持返回值？
用
std::packaged_task<T()>包装任务，返回std::future<T>。提交时存放 packaged_task 到队列，执行时调用它，主线程可通过 future 拿结果。
Q12：线程池关闭时，任务会怎样？
当前设计是 等所有已提交任务执行完再退出。
如果想要立即关闭并丢弃剩余任务，可以：
在析构里清空队列。
或在
submit()里检测stop_，拒绝新任务。
Q13：线程数怎么选择？
std::thread::hardware_concurrency()：返回 CPU 核心数。CPU 密集型任务：线程数 ≈ 核心数。
IO 密集型任务：线程数 > 核心数，考虑
2*N或更多。
Q14：如何支持任务优先级？
把
std::queue换成std::priority_queue，根据任务优先级排序。也可以设计多个队列，高优先级任务先取。
Q15：线程池的任务队列属于什么模型？
本质是 生产者-消费者模型：
submit()= 生产者，往队列塞任务。工作线程 = 消费者，从队列取任务执行。
如果不加锁，会出现数据竞争（多线程同时修改队列导致未定义行为）。
四、开放性 / 加分题
Q16：stop_ 用 volatile 行不行？
不行。
volatile只保证编译器不优化读写，但不保证原子性和可见性。必须用
atomic或mutex才能保证线程安全。
Q17：什么是工作窃取（work stealing）线程池？
普通线程池：所有线程从一个全局队列取任务。
工作窃取：每个线程有自己的任务队列，如果自己队列空，就去“偷”别的线程的任务。
优点：减少竞争，提高负载均衡。
Q18：线程池和协程的区别？
线程池：真正的 OS 线程调度，切换开销大（上下文切换）。
协程：用户态调度，切换只在用户空间进行，开销更小。
协程适合大量 IO 密集型任务；线程池适合 CPU 密集型并行任务。
Q19：无锁队列能提升性能吗？
可以，减少锁竞争。
但需要处理 ABA 问题（两个线程同时修改链表节点）。
解决方法：使用带版本号的 CAS 或 Hazard Pointers。
Q20：如果提交任务太多，队列会爆吗？
是的，任务队列可能无限增长，耗尽内存。
解决办法：
设置队列最大长度，超出时阻塞/拒绝新任务。
或者实现丢弃策略（丢弃最旧/最新任务）。
✅ 总结口诀：
语法：
function/move/lambda/unique_lock并发：
虚假唤醒/锁外执行/内存可见性/异常安全扩展：
future/packaged_task/优先级/关闭策略高阶：
work stealing/协程/无锁队列
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