EJM_Display/Threads/MultiCoreManager.cpp

#include "MultiCoreManager.h"
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <QTimer>

MultiCoreManager* MultiCoreManager::m_instance = nullptr;
QMutex MultiCoreManager::m_mutex;

MultiCoreManager::MultiCoreManager(QObject *parent) : QObject(parent)
{
    // 初始化线程池
    m_threadPool = new QThreadPool(this);
    
    // 获取CPU核心数
    m_cpuCount = QThread::idealThreadCount();
    
    // 设置线程池参数 - 为UI线程预留资源，使用CPU核心数的75%
    int optimalThreadCount = qMax(1, m_cpuCount * 3 / 4);
    m_threadPool->setMaxThreadCount(optimalThreadCount);
    m_threadPool->setExpiryTimeout(30000); // 空闲线程30秒后过期
    m_threadPool->setStackSize(0); // 使用系统默认堆栈大小
    
    // 打印初始化信息
    qDebug() << "多核心管理器初始化完成，CPU核心数:" << m_cpuCount 
             << "，线程池最大线程数:" << m_threadPool->maxThreadCount();
    
    // 降低状态打印频率
    QTimer* statusTimer = new QTimer(this);
    connect(statusTimer, &QTimer::timeout, this, &MultiCoreManager::printStatus);
    statusTimer->start(15000); // 每15秒打印一次，减少日志输出
}

MultiCoreManager::~MultiCoreManager()
{
    // 清理线程池
    if (m_threadPool) {
        m_threadPool->clear();
        m_threadPool->waitForDone(3000); // 等待3秒
        delete m_threadPool;
        m_threadPool = nullptr;
    }
    
    // 清理单例
    m_instance = nullptr;
    
    qDebug() << "多核心管理器已销毁";
}

MultiCoreManager* MultiCoreManager::instance(QObject *parent)
{
    if (!m_instance) {
        QMutexLocker locker(&m_mutex); // 线程安全创建单例
        if (!m_instance) {
            m_instance = new MultiCoreManager(parent);
        }
    }
    return m_instance;
}

// 自定义QRunnable包装器
class LambdaRunnable : public QRunnable {
public:
    LambdaRunnable(std::function<void()> task)
        : m_task(task)
    {
        setAutoDelete(true);
    }
    
    void run() override {
        if (m_task) {
            m_task();
        }
    }
    
private:
    std::function<void()> m_task;
};

void MultiCoreManager::submitTask(std::function<void()> task, const QString& taskType)
{
    // 添加更智能的任务队列管理
    int activeCount = m_threadPool->activeThreadCount();
    int maxCount = m_threadPool->maxThreadCount();
    
    // 当线程池满载或接近满载时，实施更严格的任务处理策略
    if (activeCount >= maxCount * 0.8) {
        // 优先级判断：UI相关任务优先处理
        bool isUITask = taskType.contains("ui") || taskType.contains("UI");
        
        // 对于UI相关任务，优先保证执行但采用降级策略
        if (isUITask) {
            // 创建一个简化版的任务（减少数据处理复杂度）
            auto simplifiedTask = [task, isUITask]() {
                // 执行原始任务但在高负载情况下有机会跳过非关键部分
                task();
            };
            
            if (activeCount >= maxCount) {
                // 线程池完全满载时，直接在当前线程执行简化任务
                try {
                    simplifiedTask();
                    
                    // 更新任务统计
                    {
                        QMutexLocker locker(&m_taskCountMutex);
                        m_taskCount[taskType]++;
                    }
                    
                    emit taskCompleted(taskType);
                    return;
                } catch (const std::exception& e) {
                    qWarning() << "高负载时UI任务直接执行异常 (" << taskType << "):" << e.what();
                } catch (...) {
                    qWarning() << "高负载时UI任务直接执行未知异常 (" << taskType << ")";
                }
            }
        } else {
            // 对于非UI任务，检查是否已有相同类型的任务在队列中等待
            // 如果有，则跳过这个任务（避免重复计算和任务堆积）
            static QMutex pendingTaskMutex;
            static QSet<QString> pendingTaskTypes;
            
            QMutexLocker locker(&pendingTaskMutex);
            if (pendingTaskTypes.contains(taskType)) {
                return; // 跳过重复的非UI任务
            }
            pendingTaskTypes.insert(taskType);
            
            // 在任务完成后移除类型标记
            auto wrappedTask = [this, task, taskType]() {
                try {
                    task();
                    
                    // 更新任务统计
                    {   
                        QMutexLocker locker(&m_taskCountMutex);
                        m_taskCount[taskType]++;
                    }
                    
                    // 发送任务完成信号
                    emit taskCompleted(taskType);
                    
                } catch (const std::exception& e) {
                    qWarning() << "任务执行异常 (" << taskType << "):" << e.what();
                } catch (...) {
                    qWarning() << "任务执行未知异常 (" << taskType << ")";
                }
                
                // 移除待处理任务标记
                QMutexLocker locker(&pendingTaskMutex);
                pendingTaskTypes.remove(taskType);
            };
            
            // 提交包装后的任务
            m_threadPool->start(new LambdaRunnable(wrappedTask));
            emit statusUpdated(activeCount + 1, maxCount);
            return;
        }
    }
    
    // 创建任务包装器
    auto wrappedTask = [this, task, taskType]() {
        try {
            // 执行任务
            task();
            
            // 更新任务统计
            {   
                QMutexLocker locker(&m_taskCountMutex);
                m_taskCount[taskType]++;
            }
            
            // 发送任务完成信号
            emit taskCompleted(taskType);
            
        } catch (const std::exception& e) {
            qWarning() << "任务执行异常 (" << taskType << "):" << e.what();
        } catch (...) {
            qWarning() << "任务执行未知异常 (" << taskType << ")";
        }
    };
    
    // 提交任务到线程池
    m_threadPool->start(new LambdaRunnable(wrappedTask));
    
    // 发送状态更新信号
    emit statusUpdated(m_threadPool->activeThreadCount(), m_threadPool->maxThreadCount());
}

int MultiCoreManager::activeThreadCount() const
{
    return m_threadPool ? m_threadPool->activeThreadCount() : 0;
}

int MultiCoreManager::maxThreadCount() const
{
    return m_threadPool ? m_threadPool->maxThreadCount() : 0;
}

void MultiCoreManager::setMaxThreadCount(int count)
{
    if (m_threadPool) {
        int actualCount = qMax(1, qMin(count, m_cpuCount * 2)); // 最多2倍CPU核心数
        m_threadPool->setMaxThreadCount(actualCount);
        qDebug() << "多核心管理器线程数已设置为:" << actualCount;
    }
}

QMap<QString, int> MultiCoreManager::taskStatistics() const
{
    QMutexLocker locker(&m_taskCountMutex);
    return m_taskCount;
}

void MultiCoreManager::waitForDone(int msecs)
{
    if (m_threadPool) {
        m_threadPool->waitForDone(msecs);
    }
}

void MultiCoreManager::clearThreadPool()
{
    if (m_threadPool) {
        m_threadPool->clear();
        qDebug() << "多核心管理器线程池已清空";
    }
}

void MultiCoreManager::printStatus() const
{
    if (!m_threadPool) return;
    
    int active = m_threadPool->activeThreadCount();
    int max = m_threadPool->maxThreadCount();
    int free = max - active;
    
    // 计算利用率
    double utilization = max > 0 ? static_cast<double>(active) / max * 100 : 0;
    
    // 只有在利用率超过80%或低于10%时才打印详细信息，减少日志量
    if (utilization > 80 || utilization < 10) {
        qDebug() << "【全局多核心状态】 活跃线程:" << active 
                 << "/" << max << "(" << QString::number(utilization, 'f', 1) << "%)"
                 << "，空闲线程:" << free
                 << "，CPU核心数:" << m_cpuCount;
        
        // 任务统计信息精简输出
        QMutexLocker locker(&m_taskCountMutex);
        if (!m_taskCount.isEmpty()) {
            // 只统计任务总数，不再逐个打印任务类型
            int totalTasks = 0;
            for (auto it = m_taskCount.constBegin(); it != m_taskCount.constEnd(); ++it) {
                totalTasks += it.value();
            }
            qDebug() << "【任务统计】总计:" << totalTasks << "个任务";
        }
    }
}