工作队列(work queue)是另外一种将工作推后执行的形式,它和前面讨论的tasklet有所不同。工作队列可以把工作推后,交由一个内核线程去执行,也就是说,这个下半部分可以在进程上下文中执行。这样,通过工作队列执行的代码能占尽进程上下文的所有优势。最重要的就是工作队列允许被重新调度甚至是睡眠。
那么,什么情况下使用工作队列,什么情况下使用tasklet。如果推后执行的任务需要睡眠,那么就选择工作队列。如果推后执行的任务不需要睡眠,那么就选择tasklet。另外,如果需要用一个可以重新调度的实体来执行你的下半部处理,也应该使用工作队列。它是唯一能在进程上下文运行的下半部实现的机制,也只有它才可以睡眠。这意味着在需要获得大量的内存时、在需要获取信号量时,在需要执行阻塞式的I/O操作时,它都会非常有用。如果不需要用一个内核线程来推后执行工作,那么就考虑使用tasklet。
1
2
3
4
5
6
7
8
|
struct
work_struct {
unsigned
long
pending;
struct
list_head entry;
void
(*func)(
void
*);
void
*data;
void
*wq_data;
struct
timer_list timer;
};
|
pending是用来记录工作是否已经挂在队列上;
entry是循环链表结构;
func作为函数指针,由用户实现;
data用来存储用户的私人数据,此数据即是func的参数;
wq_data一般用来指向工作者线程(工作者线程参考下文);
timer是推后执行的定时器。
work_struct的这些变量里,func和data是用户使用的,其他是内部变量,我们可以不用太过关心。
API:
1
2
3
4
5
|
INIT_WORK(_work, _func, _data);
int
schedule_work(
struct
work_struct *work);
int
schedule_delayed_work(
struct
work_struct *work, unsigned
long
delay);
void
flush_scheduled_work(
void
);
int
cancel_delayed_work(
struct
work_struct *work);
|
1、初始化指定工作,目的是把用户指定的函数_func及_func需要的参数_data赋给work_struct的func及data变量。
2、对工作进行调度,即把给定工作的处理函数提交给缺省的工作队列和工作者线程。工作者线程本质上是一个普通的内核线程,在默认情况下,每个CPU均有一个类型为“events”的工作者线程,当调用schedule_work时,这个工作者线程会被唤醒去执行工作链表上的所有工作。
3、延迟执行工作,与schedule_work类似。
4、刷新缺省工作队列。此函数会一直等待,直到队列中的所有工作都被执行。
5、flush_scheduled_work并不取消任何延迟执行的工作,因此,如果要取消延迟工作,应该调用cancel_delayed_work。
以上均是采用缺省工作者线程来实现工作队列,其优点是简单易用,缺点是如果缺省工作队列负载太重,执行效率会很低,这就需要我们创建自己的工作者线程和工作队列。
API:
1
2
3
4
5
|
struct
workqueue_struct *create_workqueue(
const
char
*name);
int
queue_work(
struct
workqueue_struct *wq,
struct
work_struct *work);
int
queue_delayed_work(
struct
workqueue_struct *wq,
struct
work_struct *work, unsigned
long
delay);
void
flush_workqueue(
struct
workqueue_struct *wq);
void
destroy_workqueue(
struct
workqueue_struct *wq);
|
1、创建新的工作队列和相应的工作者线程,name用于该内核线程的命名。
2、类似于schedule_work,区别在于queue_work把给定工作提交给创建的工作队列wq而不是缺省队列。
3、延迟执行工作。
4、刷新指定工作队列。
5、释放创建的工作队列。
下面一段代码可以看作一个简单的实作:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
|
void
my_func(
void
*data)
{
char
*name = (
char
*)data;
printk(KERN_INFO “Hello world, my name is %s!\n”, name);
}
struct
workqueue_struct *my_wq = create_workqueue(“my wq”);
struct
work_struct my_work;
INIT_WORK(&my_work, my_func, “Jack”);
queue_work(my_wq, &my_work);
destroy_workqueue(my_wq);
|
数据结构:
1
2
3
4
5
6
7
|
typedef
void
(*work_func_t)(
struct
work_struct *work);
struct
work_struct {
atomic_long_t data;
struct
list_head entry;
work_func_t func;
};
|
与2.6.19之前的版本相比,work_struct瘦身不少。粗粗一看,entry和之前的版本相同,func和data发生了变化,另外并无其他的变量。
entry我们不去过问,这个和以前的版本完全相同。data的类型是atomic_long_t,这个类型从字面上看可以知道是一个原子类型。第一次看到这个变量时,很容易误认为和以前的data是同样的用法,只不过类型变了而已,其实不然,这里的data是之前版本的pending和wq_data的复合体,起到了以前的pending和wq_data的作用。
func的参数是一个work_struct指针,指向的数据就是定义func的work_struct。
看到这里,会有两个疑问,第一,如何把用户的数据作为参数传递给func呢?以前有void *data来作为参数,现在好像完全没有办法做到;第二,如何实现延迟工作?目前版本的work_struct并没有定义timer。
解决第一个问题,需要换一种思路。2.6.20版本之后使用工作队列需要把work_struct定义在用户的数据结构中,然后通过container_of来得到用户数据。具体用法可以参考稍后的实作。
对于第二个问题,新的工作队列把timer拿掉的用意是使得work_struct更加单纯。首先回忆一下之前版本,只有在需要延迟执行工作时才会用到timer,普通情况下timer是没有意义的,所以之前的做法在一定程度上有些浪费资源。所以新版本中,将timer从work_struct中拿掉,然后又定义了一个新的结构delayed_work用于处理延迟执行:
1
2
3
4
|
struct
delayed_work {
struct
work_struct work;
struct
timer_list timer;
};
|
下面把API罗列一下,每个函数的解释可参考之前版本的介绍或者之后的实作:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
|
INIT_WORK(
struct
work_struct *work, work_func_t func);
INIT_DELAYED_WORK(
struct
delayed_work *work, work_func_t func);
int
schedule_work(
struct
work_struct *work);
int
schedule_delayed_work(
struct
delayed_work *work, unsigned
long
delay);
struct
workqueue_struct *create_workqueue(
const
char
*name);
int
queue_work(
struct
workqueue_struct *wq,
struct
work_struct *work);
int
queue_delayed_work(
struct
workqueue_struct *wq,
struct
delayed_work *work, unsigned
long
delay);
void
flush_scheduled_work(
void
);
void
flush_workqueue(
struct
workqueue_struct *wq);
int
cancel_delayed_work(
struct
delayed_work *work);
void
destroy_workqueue(
struct
workqueue_struct *wq);
|
其中,1、2、4、7和以前略有区别,其他用法完全一样。
实作:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
|
struct
my_struct_t {
char
*name;
struct
work_struct my_work;
};
void
my_func(
struct
work_struct *work)
{
struct
my_struct_t *my_name = container_of(work,
struct
my_struct_t, my_work);
printk(KERN_INFO “Hello world, my name is %s!\n”, my_name->name);
}
struct
workqueue_struct *my_wq = create_workqueue(“my wq”);
struct
my_struct_t my_name;
my_name.name = “Jack”;
INIT_WORK(&(my_name.my_work), my_func);
queue_work(my_wq, &(my_name.my_work));
destroy_workqueue(my_wq);
|
参考链接:
http://www.cnblogs.com/wwang/archive/2010/10/27/1862202.html
http://www.cnblogs.com/wwang/archive/2010/10/27/1862202.html