线程池实现的半同步/半反应堆模型,使用工作队列实现主线程和工作线程的通信,利用加锁(互斥锁、信号量)实现同步操作,有点类似于“生产者-消费者”的通信模型。
缺点:
1、利用锁实现工作线程对工作队列的访问,锁的加入降低了系统效率;
2、必须保证所有客户请求都是无状态的,因为同一个连接上的不同请求可能会由不同线程处理;
优点:
1、主线程和工作线程间没有耦合关系,通用性强;
2、利用操作系统自带的信号量唤醒机制,工作线程基本可以实现公平调度(工作线程负载均衡),程序实现简单。
#ifndef THREADPOOL_H #define THREADPOOL_H #include <list> #include <cstdio> #include <exception> #include <pthread.h> #include "locker.h"//对互斥锁、信号量的封装,代码略 template< typename T > class threadpool//线程池类 { public: threadpool( int thread_number = 8, int max_requests = 10000 );//thread_number为线程池线程数,max_requests为工作队列中最大的等待数 ~threadpool(); bool append( T* request );//向工作队列中添加请求,需要加锁操作 private: static void* worker( void* arg );//工作线程的运行函数,不断从工作队列中取出任务并执行,同样需要加锁操作 void run(); private: int m_thread_number; int m_max_requests; pthread_t* m_threads;//线程池数据 std::list< T* > m_workqueue;//工作队列,FIFO locker m_queuelocker;//互斥锁 sem m_queuestat;//信号量 bool m_stop; }; template< typename T > threadpool< T >::threadpool( int thread_number, int max_requests ) : m_thread_number( thread_number ), m_max_requests( max_requests ), m_stop( false ), m_threads( NULL ) { if( ( thread_number <= 0 ) || ( max_requests <= 0 ) ) { throw std::exception(); } m_threads = new pthread_t[ m_thread_number ];//创建线程描述符数组 if( ! m_threads ) { throw std::exception(); } for ( int i = 0; i < thread_number; ++i ) { printf( "create the %dth thread\n", i ); if( pthread_create( m_threads + i, NULL, worker, this ) != 0 ) { delete [] m_threads; throw std::exception(); } if( pthread_detach( m_threads[i] ) )//分离属性 { delete [] m_threads; throw std::exception(); } } } template< typename T > threadpool< T >::~threadpool() { delete [] m_threads; m_stop = true; } template< typename T > bool threadpool< T >::append( T* request ) { m_queuelocker.lock();//加锁 if ( m_workqueue.size() > m_max_requests ) { m_queuelocker.unlock(); return false; } m_workqueue.push_back( request ); m_queuelocker.unlock();//解锁 m_queuestat.post();//信号量+1,有1个工作线程会被唤醒 return true; } template< typename T > void* threadpool< T >::worker( void* arg )// 工作线程运行函数,详细说明见下文 { threadpool* pool = ( threadpool* )arg; pool->run(); return pool; } template< typename T > void threadpool< T >::run() { while ( ! m_stop ) { m_queuestat.wait();//信号量-1 m_queuelocker.lock();//加锁 if ( m_workqueue.empty() ) { m_queuelocker.unlock(); continue; } T* request = m_workqueue.front(); m_workqueue.pop_front(); m_queuelocker.unlock(); if ( ! request ) { continue; } request->process();//处理请求 } } #endif
关于线程运行函数:
在C++程序中使用pthread_create函数时,第3个参数必须指向一个静态函数,不能是一个对象的成员方法。因此在threadpool中要把线程运行函数定义为static。同时,要在一个静态函数中使用类的动态成员(成员函数和成员变量),可以将类的对象作为参数传递给该静态函数,通过引用该对象调用方法或访问变量。此处在pthread_create创建线程时传入this指针
高性能服务器编程半同步/半反应堆的线程池模板