分类任务线程池设计咨询：同类别任务串行执行需求

针对你说的基于条件变量的线程池，要实现同一class标识的任务互斥执行，核心是在原有结构上增加同类任务的状态跟踪与队列调度，以下是具体的思路：

• 新增状态管理结构：
  维护两个全局字典（所有操作必须用互斥锁保护）：

  • class_running：键是任务的class整数标识，值为布尔值，标记该类是否有任务正在运行。
  • class_waiting_queues：键是class标识，值为一个队列，存放该类等待执行的任务。
    同时保留原有的全局任务队列和条件变量，用于空闲线程获取可执行任务。

• 修改任务提交流程：
  提交任务时先获取全局锁：

  1. 检查该任务的class是否在class_running中且值为True：
     • 如果是，把任务加入对应class的等待队列，释放锁即可。
     • 如果不是，把任务加入全局任务队列，将class_running[class_id]设为True，通过条件变量唤醒一个等待的线程，最后释放锁。

• 修改线程执行循环：
  线程从全局任务队列取到任务执行完成后（包括异常处理完成后），重新获取全局锁：

  1. 检查该任务对应的class是否有等待队列且队列不为空：
     • 如果有，从等待队列取出队首任务加入全局任务队列，唤醒一个等待线程（贴合原有线程从全局队列取任务的逻辑），无需修改class_running状态（因为马上有下一个同类任务要执行）。
     • 如果没有，将class_running[class_id]设为False，释放锁后线程回到等待全局任务队列的状态（等待条件变量唤醒）。

• 异常处理增强：
  必须在任务执行的try/finally块中处理class状态更新，哪怕任务抛出异常，也要确保class_running的状态能被正确重置，或者等待队列的任务能被调度，避免同类任务永远无法执行。

这个方案完全基于你提到的条件变量线程池模式，没有改变原有线程的核心逻辑（空闲等待、被唤醒取任务），只是在任务的提交和完成阶段增加了同类任务的调度逻辑，可靠性和可维护性都比较高。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者SukkoPera