这篇文章主要介绍了Linux如何实现C线程池,具有一定借鉴价值,感兴趣的朋友可以参考下,希望大家阅读完这篇文章之后大有收获,下面让小编带着大家一起了解一下。
多线程编程,创建一个线程,指定去完成某一个任务,等待线程的退出。虽然能够满足编程需求,但是当我们需要创建大量的线程的时候,在创建过程以及销毁线程的过程中可能会消耗大量的CPU.增加很大开销。如:文件夹的copy、WEB服务器的响应。
线程池就是用来解决类似于这样的一个问题的,可以降低频繁地创建和销毁线程所带来地开销。
线程池技术思路:一般采用预创建线程技术,也就是提前把需要用线程先创建一定数目。这些线程提前创建好了之后,“任务队列”里面假设没有任务,那么就让这些线程休眠,一旦有任务,就唤醒线程去执行任务,任务执行完了,也不需要去销毁线程,直到当你想退出或者是关机时,这个时候,那么你调用销毁线程池地函数去销毁线程。
线程完成任务之后不会销毁,而是自动地执行下一个任务。而且,当任务有很多,你可以有函数接口去增加线程数量,当任务较少时,你可以有函数接口去销毁部分线程。
如果,创建和销毁线程的时间对比执行任务的时间可以忽略不计,那么我们在这种情况下面也就没有必要用线程池。
“任务队列”是一个共享资源“互斥访问”
线程池本质上也是一个数据结构,需要一个结构体去描述它:
struct pthread_pool //线程池的实现{//一般会有如下成员//互斥锁,用来保护这个“任务队列”pthread_mutex_t lock; //互斥锁 //线程条件变量 表示“任务队列”是否有任务pthread_cond_t cond; //条件变量 bool shutdown; //表示是否退出程序 bool:类型 false / true//任务队列(链表),指向第一个需要指向的任务//所有的线程都从任务链表中获取任务 "共享资源"struct task * task_list; //线程池中有多个线程,每一个线程都有tid, 需要一个数组去保存tidpthread_t * tids; //malloc() //线程池中正在服役的线程数,当前线程个数unsigned int active_threads; //线程池任务队列最大的任务数量unsigned int max_waiting_tasks; //线程池任务队列上当前有多少个任务unsigned int cur_waiting_tasks; //......};//任务队列(链表)上面的任务结点,只要能够描述好一个任务就可以了,//线程会不断地任务队列取任务struct task //任务结点 {// 1. 任务结点表示的任务,“函数指针”指向任务要执行的函数(cp_file)void*(* do_task)(void * arg); //2. 指针,指向任务指向函数的参数(文件描述符)void * arg; //3. 任务结点类型的指针,指向下一个任务struct task * next;};
线程池框架代码如下,功能自填:
操作线程池所需要的函数接口:pthread_pool.c 、pthread_pool.h
把“线程池”想象成一个外包公司,你需要去完成的就是操作线程池所提供的函数接口。
pthread_pool.c
#include "pthread_pool.h"int init_pool(pthread_pool * pool , unsigned int threa_num){//初始化线程池的结构体 //初始化线程互斥锁pthread_mutex_init(&pool->lock, NULL); //初始化线程条件变量pthread_cond_init(&pool->cond, NULL);pool->shutdown = false ;// 不退出pool->task_list = (struct task*)malloc(sizeof(struct task));pool->tids = (pthread_t *)malloc(sizeof(pthread_t) * MAX_ACTIVE_THREADS);if(pool->task_list == NULL || pool->tids == NULL){ perror("malloc memery error"); return -1;}pool->task_list->next = NULL;//线程池中一开始初始化多少个线程来服役pool->active_threads = threa_num;//表示线程池中最多有多少个任务pool->max_waiting_tasks = MAX_WAITING_TASKS;//线程池中任务队列当前的任务数量pool->cur_waiting_tasks = 0;//创建thread_num个线程,并且让线程去执行任务调配函数,//记录所有线程的tidint i = 0;for(i = 0; i tids)[i], NULL, routine, (void*)pool); if(ret != 0) { perror("create thread error"); return -1; } printf("[%lu]:[%s] ===> tids[%d]:[%lu]",pthread_self(), __FUNCTION__, i , pool->tids[i]);}return 0;}void * routine(void * arg){//arg表示你的线程池的指针 while(){ //获取线程互斥锁,lock //当线程池没有结束的时候,不断地从线程池的任务队列取下结点 //去执行。 //释放线程互斥锁,unlock //释放任务结点}}int destroy_pool(pthread_pool * pool){//释放所有空间 等待任务执行完毕(join)。//唤醒所有线程//利用join函数回收每一个线程资源。}int add_task(pthread_pool *pool,void*(* do_task)(void * arg), void*arg){//把第二个参数和第三个参数封装成struct task //再把它添加到 pool->task 任务队列中去 //注意任务队列是一个共享资源 //假如任务后要唤醒等待的线程。}//如果任务多的时候,往线程池中添加线程 pthread_createint add_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num);{//新创建num个线程,让每一个线程去执行线程调配函数 //将每一个新创建的线程tid,添加到pool-> tids }//如果任务少的时候,减少线程池中线程的数量 pthread_cancel joinint remove_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num){//用pthread_cancel取消num个线程 //利用pthread_join函数去回收资源。}
pthread_pool.h
#ifndef __PTHREAD_POOL_H__#define __PTHREAD_POOL_H__//表示线程池中最多有多少个线程#define MAX_ACTIVE_THREADS 20//表示线程池中最多有多少个任务#define MAX_WAITING_TASKS 1024//任务队列(链表)上面的任务结点,只要能够描述好一个任务就可以了,//线程会不断地任务队列取任务struct task //任务结点 {// 1. 任务结点表示的任务,“函数指针”指向任务要执行的函数(cp_file)void*(* do_task)(void * arg); //2. 指针,指向任务指向函数的参数(文件描述符)void * arg; //3. 任务结点类型的指针,指向下一个任务struct task * next;};struct pthread_pool //线程池的实现{//一般会有如下成员//互斥锁,用来保护这个“任务队列”pthread_mutex_t lock; //互斥锁 //线程条件变量 表示“任务队列”是否有任务pthread_cond_t cond; //条件变量 bool shutdown; //表示是否退出程序 bool:类型 false / true//任务队列(链表),指向第一个需要指向的任务//所有的线程都从任务链表中获取任务 "共享资源"struct task * task_list; //线程池中有多个线程,每一个线程都有tid, 需要一个数组去保存tidpthread_t * tids; //malloc() //线程池中正在服役的线程数,当前线程个数unsigned int active_threads; //线程池任务队列最大的任务数量unsigned int max_waiting_tasks; //线程池任务队列上当前有多少个任务unsigned int cur_waiting_tasks; //......};int init_pool(pthread_pool * pool , unsigned int threa_num);void * routine(void * arg);int destroy_pool(pthread_pool * pool);int add_task(pthread_pool *pool,void*(* do_task)(void * arg), void*arg);//如果任务多的时候,往线程池中添加线程 pthread_createint add_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num);//如果任务少的时候,减少线程池中线程的数量 pthread_cancel joinint remove_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num);#endif
感谢你能够认真阅读完这篇文章,希望小编分享的“Linux如何实现C线程池”这篇文章对大家有帮助,同时也希望大家多多支持编程网,关注编程网行业资讯频道,更多相关知识等着你来学习!