Linux C下线程池有什么用

这篇文章主要介绍了Linux C下线程池有什么用，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。

线程池也是多线程的处理方式。是将“生产者”线程提出任务添加到“任务队列”，然后一些线程自动完成“任务队列”上的任务。

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tid  pthread_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"  /*  init_pool: 线程池初始化函数，初始化指定的线程池中有thread_num个初始线程  @pool：指针，指向您要初始化的那个线程池  @threa_num: 您要初始化的线程池中开始的线程数量  返回值：    成功 0   失败 -1 */  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tid  int i = 0;  for(i = 0; i < threa_num; i++)  {   int ret = pthread_create(&(pool->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; }  /*  routine: 任务调配函数。   所有线程开始都执行此函数，此函数会不断的从线程池的任务队列   中取下任务结点，去执行。      任务结点中包含“函数指针” h "函数参数" */  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  } }  /*  destroy_pool: 销毁线程池，销毁前要保证所有的任务已经完成 */  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。 }  /*  add_task：给任务队列增加任务， 把do_task指向的任务(函数指针)和   arg指向的参数保存到一个任务结点，添加到pool任务队列中。     @pool : 您要添加任务的线程池  @do_task ： 您需要添加的任务(cp_file)  @arg： 您要执行的任务的参数(文件描述符) */  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_create int 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 join int 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tid  pthread_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;    //......  };  /*  init_pool: 线程池初始化函数，初始化指定的线程池中有thread_num   个初始线程  @pool：指针，指向您要初始化的那个线程池  @threa_num: 您要初始化的线程池中开始的线程数量  返回值：    成功 0   失败 -1 */  int init_pool(pthread_pool * pool , unsigned int threa_num);  /*  routine: 任务调配函数。   所有线程开始都执行此函数，此函数会不断的从线程池的任务队列   中取下任务结点，去执行。      任务结点中包含“函数指针” h "函数参数" */  void * routine(void * arg);  /*  destroy_pool: 销毁线程池，销毁前要保证所有的任务已经完成 */  int destroy_pool(pthread_pool * pool);  /*  add_task：给任务队列增加任务， 把do_task指向的任务(函数指针)和   arg指向的参数保存到一个任务结点，添加到pool任务队列中。     @pool : 您要添加任务的线程池  @do_task ： 您需要添加的任务(cp_file)  @arg： 您要执行的任务的参数(文件描述符) */  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_create int 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 join int remove_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num);  #endif

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