مجدول المهام بلغة C++: إنشاء المهام وإدارتها

مجدول المهام بلغة C++: دليل شامل

مجدول المهام (Task Scheduler) هو أداة قوية تتيح أتمتة تنفيذ الكود في أوقات محددة أو بفترات زمنية محددة. في لغة C++، يتطلب تنفيذ مثل هذا المجدول فهمًا للتعددية الخيطية، والمزامنة، والعمل مع الفواصل الزمنية. في هذه المقالة، سنشرح كيفية إنشاء مجدول مهام خاص بك من الصفر باستخدام المكتبة القياسية للغة C++ (C++11 والإصدارات الأحدث).

المكونات الأساسية للمجدول

يتكون أي مجدول مهام من عدة عناصر رئيسية:

• مخزن المهام — قائمة انتظار أو حاوية لتخزين المهام المجدولة.
• المؤقت — آلية تحدد متى يجب تنفيذ المهمة.
• مجموعة الخيوط — للتنفيذ المتوازي للمهام دون حظر الخيط الرئيسي.
• آلية الإلغاء — إمكانية إلغاء مهمة قبل تنفيذها.

تنفيذ بسيط لمجدول بخيط واحد

لنبدأ بمثال أساسي حيث يتم تنفيذ المهام بشكل تسلسلي في خيط خلفية:

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

class TaskScheduler {public:    // يجدول مهمة بتأخير    void schedule(std::function<void()> task, int delay_ms) {        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);        tasks_.push({std::chrono::steady_clock::now() +                      std::chrono::milliseconds(delay_ms), task});        cv_.notify_one();    }

    // يبدأ المجدول في خيط منفصل    void start() {        worker_ = std::thread([this]() {            while (!stop_) {                std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);                if (tasks_.empty()) {                    cv_.wait(lock, [this]() {                         return !tasks_.empty() || stop_;                     });                }                if (stop_) break;

                auto now = std::chrono::steady_clock::now();                auto& top = tasks_.top();                if (top.time <= now) {                    auto task = top.task;                    tasks_.pop();                    lock.unlock();                    task(); // تنفيذ المهمة                } else {                    cv_.wait_until(lock, top.time);                }            }        });    }

    void stop() {        stop_ = true;        cv_.notify_all();        if (worker_.joinable()) worker_.join();    }

private:    struct Task {        std::chrono::steady_clock::time_point time;        std::function<void()> task;        bool operator>(const Task& other) const {            return time > other.time;        }    };

    std::priority_queue<Task, std::vector<Task>, std::greater<Task>> tasks_;    std::mutex mutex_;    std::condition_variable cv_;    std::thread worker_;    bool stop_ = false;};

int main() {    TaskScheduler scheduler;    scheduler.start();

    scheduler.schedule([]() {        std::cout << "تم تنفيذ المهمة 1 بعد ثانيتين";    }, 2000);

    scheduler.schedule([]() {        std::cout << "تم تنفيذ المهمة 2 بعد ثانية واحدة";    }, 1000);

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));    scheduler.stop();    return 0;}

مجدول مع مجموعة خيوط للتنفيذ المتوازي

للسيناريوهات الأكثر تعقيدًا، حيث قد تستغرق المهام وقتًا طويلاً، من الأفضل استخدام مجموعة خيوط. إليك مثال مع مجموعة خيوط صغيرة:

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