workqueue原理和源码分析

workqueue,中文称其为工作队列，是一个用于创建内核线程的接口，通过它创建的内核线程来执行内核其他模块排列到队列里的工作，创建的内核线程被称为工作者线程。要理解工作队列的实现，重点在于理解相关的三个数据结构的含义及关系。

 

1 表示工作队列类型的数据结构：struct workqueue_struct

/*

 * The externally visible workqueue abstraction is an array of

 * per-CPU workqueues:

 */

struct workqueue_struct {
    struct cpu_workqueue_struct *cpu_wq;   /*工作者线程数组*/
    struct list_head list; /*连接工作队列类型的链表*/
    const char *name;        /*工作者线程的名称*/
    int singlethread;         /*是否创建新的工作者线程，0表示采用默认的工作者线程event/n*/
    int freezeable; /* Freeze threads during suspend */
    int rt;
#ifdef CONFIG_LOCKDEP
    struct lockdep_map lockdep_map;
#endif
};

内核中默认的工作队列为：

static struct workqueue_struct *keventd_wq __read_mostly;

其对应的工作者线程为：event/n    其中，n代表当前cpu中processor的个数。

2. 表示工作者线程的数据结构：struct cpu_workqueue_struct

/*
 * The per-CPU workqueue (if single thread, we always use the first
 * possible cpu).
 */
struct cpu_workqueue_struct {

    spinlock_t lock;          /*因为工作者线程需要频繁的处理连接到其上的工作，所以需要枷锁保护*/

    struct list_head worklist;
    wait_queue_head_t more_work;
    struct work_struct *current_work; /*当前工作线程需要处理的工作*/

    struct workqueue_struct *wq;   /*该工作者线程属于那种类型的工作者队列*/
    struct task_struct *thread;    /*指向工作者线程的任务结构体*/
} ____cacheline_aligned;

3. 表示工作的数据结构，即工作者线程处理的对象：struct work_struct

struct work_struct {
    atomic_long_t data;       /*工作处理函数func的参数*/
#define WORK_STRUCT_PENDING 0        /* T if work item pending execution */
#define WORK_STRUCT_STATIC 1        /* static initializer (debugobjects) */
#define WORK_STRUCT_FLAG_MASK (3UL)
#define WORK_STRUCT_WQ_DATA_MASK (~WORK_STRUCT_FLAG_MASK)
    struct list_head entry;        /*连接工作的指针*/
    work_func_t func;              /*工作处理函数*/
#ifdef CONFIG_LOCKDEP
    struct lockdep_map lockdep_map;
#endif
};

再分析了以上三个对象后，重点掌握三者之间的关系。工作队列类型，工作者线程以及工作三个数据对象之间的关系如图所示。

workqueue的执行非常简单，即在每次运行工作者线程的时候，去遍历工作者线程对应的工作链表上的工作，逐一进行处理即可，从这里我们也可以猜到，工作队列是没有优先级的，基本按照FIFO的方式进行处理。