Linux 线程池
文章目录
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- 线程池的定义
- 使用线程池的原因
- 基于POSIX实现的线程池
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- 基于block队列的线程池实现
- 基于ring队列的线程池实现
- 设计单例模式线程池
线程池的定义
线程池就一堆已经创建好的任务线程，初始它们都处于空闲等待状态，当有新的任务需要处理的时候，就从这线程池里取一个空闲的线程来处理任务，当任务处理完成后再次把线程返回线程池里（把线程置于空闲等待状态），以供后面线程继续使用。当线程池里所有的线程都处于忙碌状态时，可以根据情况进行等待或创建一个新的线程放入线程池里。
使用线程池的原因
线程的创建和销毁相对于进程的创建和销毁来说是轻量级的（即开销小），但是当我们的任务需要进行大量线程的创建和销毁时，这些开销合在一起就比较大了。比如，当设计一个压力性能测试框架时，需要连续产生大量的并发操作。线程池在这种场合是非常适用的。线程池的好处就在于线程复用，某个线程在处理完一个任务后，可以继续处理下一个任务，不用重新创建和销毁，避免了无谓的开销，因此线程池适用于连续产生大量并发任务的场合。
基于POSIX实现的线程池
在了解线程池的基本原理，下面我们用c++传统的方式也就POSIX来实现一个基本的线程池，该线程池虽然简单，但能体现线程池的基本工作原理。线程池的实现千变万化，有时候要根据实际的场合来定制，当原理都是一样的，
基于block队列的线程池实现
- 实现block队列
- 创建一堆线程，线程从队列拿取任务
#pragma once
#include 基于ring队列的线程池实现
- 实现ring队列
- 创建一堆线程
namespace ns_ring_queue_pthread_pool
{
template <class T>
class pthread_pool
{
const int queue_cap = 5;
private:
int num_; // 线程数量
std::vector<T> task_queue; // 任务队列，供给线程池使用
size_t p_pos;
size_t c_pos;
sem_t q_blank;
sem_t q_data;1
pthread_mutex_t mtx_; // 多生产者多消费者维护关系的共有锁资源,
pthread_mutex_t c_mutex;
pthread_mutex_t p_mutex;
private:
// 对成员变量的访问目的为了让静态函数通过接收this参数访问成员函数并且访问成员变量。
void Lock(pthread_mutex_t &mutex)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
}
void UnLock(pthread_mutex_t &mutex)
{
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
public:
// 构造函数
pthread_pool(int num /*线程数量*/)
: num_(num), c_pos(0), p_pos(0)
{
task_queue.resize(queue_cap);
pthread_mutex_init(&mtx_, nullptr);
pthread_mutex_init(&p_mutex,nullptr);
pthread_mutex_init(&c_mutex,nullptr);
sem_init(&q_blank, NULL, queue_cap);
sem_init(&q_data, NULL, 0);
std::cout<<"pthread_pool 初始化成功"<<std::endl;
}
// 析构函数
~pthread_pool()
{
sem_destroy(&q_blank);
sem_destroy(&q_data);
pthread_mutex_destroy(&mtx_);
pthread_mutex_destroy(&c_mutex);
pthread_mutex_destroy(&p_mutex);
}
void TaskPop(T &out)
{
sem_wait(&q_data);
Lock(c_mutex);
out = task_queue[c_pos];
sem_post(&q_blank);
c_pos++;
c_pos %= queue_cap;
UnLock(c_mutex);
}
void TaskPush(T &in)
{
sem_wait(&q_blank);
Lock(p_mutex);
task_queue[p_pos] = in;
sem_post(&q_data);
p_pos++;
p_pos %= queue_cap;
UnLock(p_mutex);
}
// 线程池线程
// 我们必须设置成静态的函数，原因是成员函数有this参数
static void *routine(void *agrs)
{
//
pthread_pool<T> *pp = (pthread_pool<T> *)agrs;
while (true)
{
T task;
pp->TaskPop(task);
// 执行任务；
std::cout << "线程：" << pthread_self() << "执行数据:" << task << "执行任务完成" << std::endl;
sleep(4);
}
}
// 初始化线程池
void PthreadPoolInit()
{
pthread_t id;
for (int i = 0; i < num_; i++)
{
pthread_create(&id, nullptr, routine, this /*线程池对象this指针*/);
}
}
};
}
注意：
这里没有对线程池销毁线程操作，声明周期随进程。
设计单例模式线程池
线程池本身会在任何场景，任何环境下被调用，因此我们可以设计成单例模式，由一个单例对线程池进行管理。
#pragma once
#include