一种处理多任务的线程池设计

先上类图：

1. Worker为处理任务的线程，不断获取新任务运行

2.Task为任务实例，可以设计为一次性的或者循环运行

3. ExecutorPool维护着线程池和任务池。

  3.1 内部负责worker的生成和销毁，task的分发；对外提供task的增加。

  3.2 mutex：为互斥变量，实现对tasks和workers的互斥操作。

  3.3 execute：是对外的唯一接口，负责增加任务。

  3.4 getTask：负责向Worker提供任务，从tasks队列中取。如果没有则等待一定时间，依然没有则返回NULL。

  3.5 addWorker：当前线程数不能满足对任务的处理，造成任务阻塞过多，则新起worker。

再上代码：

Worker

 

void Worker::run() {
  Task task = firstTask;
  firstTask = NULL;
  while (task || (task = pool->getTask())) {
    task->run()
    task = NULL;
  }
  pool->workerDone(this);
}

注：不断的从pool中获取任务，获取不到则销毁该线程。

 

Task

 

void Task::run(){
  ...
}
void Task::run(){
  while(true) {
     sleep(n);
     ...
  }
}

ExecutorPool

 

 

private Worker ExecutorPool::addWorker(const Task& firstTask) {
  Worker w = new Worker(this, firstTask);
  workers.insert(w);
  return w;
}

注：Worker中的pool是对其所在线程池的引用

 

 

Task ExecutorPool::getTask() {
  Task t;
  while (true) {
    {
      IceUtil::Monitor<IceUtil::Mutex>::Lock lock(_monitor);
      if (!tasks.empty()) {
        t = tasks.front();
        task.pop_front();
      } else {
        if (waitforNewTask()) {
          continue;
        }
      }
    }
    if (t) {
      return t;
    }
    return NULL;
  }
}

注：队列中有任务，则返回最早进来的任务。没有，则等待一段时间，等待成功返回新任务；否则返回NULL

 

 

void ExecutorPool::execute(const Task& command) {
  if (!command) {
    return;
  }
  if (tasks.size() < workers.size()) {
    IceUtil::Monitor<IceUtil::Mutex>::Lock lock(mutex);
    tasks.push_back(command);
    if (_waitPoolSize > 0) {
      mutex.notify();
    }
  } else {
    IceUtil::Monitor<IceUtil::Mutex>::Lock lock(mutex);
    Worker w = addWorker(command);
    w->start();
  }
}

 

bool ExecutorPool::waitforNewTask() {
  ++_waitPoolSize;
  bool gotit = mutex.timedWait(n);
  --_waitPoolSize;
  return gotit;
}

注：等待新任务，如果有任务加入，调用notify通知，则返回true；如果是等待超时，则返回false。Worker获得false，则会销毁该线程。