简易线程池的实现

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• 1 线程池
• 2 工作定义
• 3 线程池定义
• 4 测试代码

 

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1 线程池

为了避免多线程操作过程种线程频繁申请和释放所带来的性能消耗，可以提前创建多个线程，当有任务到来时从线程池中选择一个线程执行，执行完后继续在线程池中待命。

核心是使用一个工作队列，主线程往工作队列中添加工作，工作线程从队列中取出工作并执行。

对工作队列的操作就是经典的生产者—消费者模型，需要用到互斥锁和条件变量。

 

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2 工作定义

通过函数指针指向执行函数。

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typedef struct Task{     void (*func)(void* arg);     void* arg; }Task;

　　

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3 线程池定义

使用 list 容器来存储工作，定义工作队列的最大数 m_max_requests 和 线程总数 m_max_threads。在对工作队列操作时需要用到互斥锁 m_mutex_pool，条件变量 m_notfull 和 m_notempty。

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class ThreadPool{ public:     ThreadPool(int m_max_threads, int m_max_requests);     ~ThreadPool();     bool addWork(void(*func)(void*), void* arg);   private:     static void* worker(void* arg);     void run();   private:     std::list<Task*> m_workqueue;  /*工作队列*/     int m_max_requests;  /*请求队列中允许的最大请求数*/     int m_max_threads;  /*线程总数*/       pthread_t* m_worker_threads;  /*工作线程*/       pthread_mutex_t m_mutex_pool;       pthread_cond_t m_notfull;     pthread_cond_t m_notempty;       bool m_stop; };     ThreadPool::ThreadPool(int m_max_threads, int m_max_requests):         m_max_threads(m_max_threads), m_max_requests(m_max_requests), m_stop(false){           if(m_max_threads <= 0 || m_max_requests <= 0){         throw std::exception();     }           /*创建线程池*/     m_worker_threads = new pthread_t[m_max_threads];     if(!m_worker_threads){         throw std::exception();     }     //memset(m_worker_threads, 0, sizeof(m_worker_threads));       /*初始化互斥锁、条件变量*/     if(0 != pthread_mutex_init(&m_mutex_pool, NULL) ||        0 != pthread_cond_init(&m_notfull, NULL) ||        0 != pthread_cond_init(&m_notempty, NULL)){            throw std::exception();        }             /*创建工作线程*/     for(int i=0; i<m_max_threads; ++i){         printf("Create the %dth thread\n", i);         if(0 != pthread_create(&m_worker_threads[i], 0, worker, this)){             delete []m_worker_threads;             throw std::exception();         };           if(pthread_detach(m_worker_threads[i])){             delete [] m_worker_threads;             throw std::exception();         }     } }     ThreadPool::~ThreadPool(){     delete []m_worker_threads;     m_stop = true; }     bool ThreadPool::addWork(void(*func)(void*), void* arg){     pthread_mutex_lock(&m_mutex_pool);     while(!m_stop && m_workqueue.size() >= m_max_requests){         pthread_cond_wait(&m_notfull, &m_mutex_pool);     }     if(m_stop){         pthread_mutex_unlock(&m_mutex_pool);         return false;     }       /*添加工作*/     Task* task = new Task;     task->func = func;     task->arg = arg;     m_workqueue.push_back(task);       pthread_mutex_unlock(&m_mutex_pool);     pthread_cond_signal(&m_notempty);           return true; }     void* ThreadPool::worker(void* arg){     ThreadPool* pool = (ThreadPool*)arg;     pool->run();     return pool; }   void ThreadPool::run(){     while(1){         pthread_mutex_lock(&m_mutex_pool);         while(m_workqueue.empty() && !m_stop){             pthread_cond_wait(&m_notempty, &m_mutex_pool);         }           /*从工作队列中取任务*/         Task* task = m_workqueue.front();         m_workqueue.pop_front();           pthread_mutex_unlock(&m_mutex_pool);         pthread_cond_signal(&m_notfull);           printf("Thread %ld start working...\n", pthread_self());           /*执行任务*/         task->func(task->arg);         delete task;           printf("Thread %ld end working...\n", pthread_self());       } }     #endif

　　

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4 测试代码

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#include "threadpool.h" #include<iostream> #include<unistd.h> using namespace std;   void taskFunc(void* arg) {     int num = *(int*)arg;     printf("Thread %ld is working, number = %d\n", pthread_self(), num);     sleep(1); }     int main(){     ThreadPool* pool = new ThreadPool(10, 20);     for (int i = 0; i < 100; ++i)     {         int* num = (int*)malloc(sizeof(int));         *num = i;         pool->addWork(taskFunc, num);     }       sleep(30);       return 0; }

 

 

References：

1. 手写线程池 - C 语言版
2. 《Linux高性能服务器编程》

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