「復刻版」を達成するために、Cのスレッドプールの下LINUX

オリジナルより転載：https://blog.csdn.net/hubi0952/article/details/8045094

1.スレッドプールの基本原理

  従来のサーバー構成では、一般的なリスニングスレッドモニタは、新しいユーザが入るたびに、サーバは、ユーザ・データ・パケットを処理する新しいユーザ・スレッドを開き、サーバに新しいユーザコネクトを持っていない多くの場合があります。このスレッドは、このスレッドを破壊するユーザ、ユーザとの接続が閉じているサーバ、サーバ側のみを提供しています。しかし、頻繁に開かれ、破壊スレッドが大幅にシステムリソースを占有します。そして、システムを開くために、多数のユーザー、および破壊スレッドの場合には、時間とリソースを浪費することになります。スレッドプールは、ユーザーとサーバーのリソースを多数外側のソリューションは限られている矛盾、スレッドプールと異なる治療方法にスレッドを対応するユーザは、その基本的な考え方は、プログラムの開始時にメモリ内にいくつかのスレッドを開くことで、伝統的な、スレッドを提供します数が固定されているサーバへのパケットはそれだけでプールをスレッドする必要があるが、それらは、外部からの操作を遮断、単独のクラスを形成します。新しいクライアント要求がない新しい顧客サービス要求のために、「プール」から無料のスレッドに代わりに選択すると、そのサービスのための新しいスレッドを作成することによって、到着すると、サービスが終了すると、スレッドがアイドル状態のスレッドプールに入ります。どのスレッドが存在しない場合はアイドルで、そのパケットを一時的に蓄積され、その後、スレッドプールのアイドル状態のスレッドを待って、そこで処理します。複数のタスクのために、既存のスレッドオブジェクトを再利用することにより、スレッドオブジェクトの作成と破棄のオーバーヘッドを軽減します。スレッドオブジェクトがすでに存在している、クライアントが要求すると、それによってシステムサービスの全体的なパフォーマンスが向上し、要求の応答時間を改善することができます。

  一般に、スレッドプールの実現には、次のコンポーネントが含まれています。

1）スレッドマネージャ：スレッドプールを作成して管理します。

2）ワーカースレッド：スレッドが実際にタスクスレッドプールを行います。初期のスレッドでは、一般的に少ないメモリスペースを取る、CPUを占有していない、通常はアイドル状態でプール内のスレッドの固定数、これらの初期化スレッドの前に作成されます。

3）タスクインターフェイスは：スレッドプールのタスクキュー実行可能なタスクは、空き時間のトーンを実行するためにアイドル状態のワーカースレッドあるインタフェースを実装する必要があり、各タスクは、（ミューテックススレッドによってフロントで、達成され、抽象インタフェースタスクを形成するために、）同じ記事内のフラグビットを設定、スレッドプールは無関係な特定のタスクを行うことができます。

4）タスクキュー：タスクを格納するために使用されるバッファ機構が提供され、処理されず、このような構造一般的に使用されるいくつかの方法は、キュー、FIFO原理の主アプリケーションがあるが、別のデータリスト等であります構造は、その動的に割り当てられたメモリ空間とすることができる、より柔軟なアプリケーションは、以下のリストが使用されます。

以下は、「同時実行サーバーにアプリケーションスレッドプールの技術」Baiduのを繰り返していない非常に詳細に書かれています！

転送：http://blog.csdn.net/zouxinfox/article/details/3560891

  とき私は、スレッドプールを作成する必要がありますか？アプリケーションが頻繁に作成および破壊のスレッドを必要とし、タスクの実行時間と非常に短い、オーバーヘッドのスレッドの作成と破棄を無視することはできないので、ということが、また、スレッドプールの外観のこの時点での機会あれば、単純に、置きます。タスクの実行時間に比べて時間のスレッドの作成と破壊が無視できる場合には、スレッドプールを使用する必要はありません。

    ここで作成したC言語とLinuxシステムの下でスレッドプールがあります。スレッドプールは、タスクリスト（各CThread_worker構造がタスクである）を維持します。
    もしpool_init（）関数は、以前max_thread_numスレッドを作成し、各スレッドはthread_routine（）関数を実行します。機能

1.  
2. 1. 一方、（プール|> cur_queue_size == 0）
   2. {
   3.       pthread_cond_waitの（＆（プール|> queue_ready）、＆（プール|> queue_lock））。
   4. }

彼は、タスクがタスクリストでない場合は、スレッドが状態を待ってブロックされていることを述べました。それ以外の場合は、キューからタスクを削除し、実行。
    
    pool_add_worker（）関数は、タスクリストのスレッドプールにタスクを追加する（＆（プール|> queue_ready） ） pthread_cond_signalを呼び出すことにより、添加した後、ブロッキング状態のためのスレッドを（もしあれば）を覚まします。
    
    pool_destroy（）関数は、スレッドプールを破壊するために使用され、タスクのスレッドプールのタスクリストは実行されませんが、タスクを実行しているスレッドは、常に彼らの終了後に実行されます。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <pthread.h>
#include <assert.h>
 
/*
*线程池里所有运行和等待的任务都是一个CThread_worker
*由于所有任务都在链表里，所以是一个链表结构
*/
typedef struct worker
{
    /*回调函数，任务运行时会调用此函数，注意也可声明成其它形式*/
    void *(*process) (void *arg);
    void *arg;/*回调函数的参数*/
    struct worker *next;
 
} CThread_worker;
 
 
 
/*线程池结构*/
typedef struct
{
    pthread_mutex_t queue_lock;
    pthread_cond_t queue_ready;
 
    /*链表结构，线程池中所有等待任务*/
    CThread_worker *queue_head;
 
    /*是否销毁线程池*/
    int shutdown;
    pthread_t *threadid;
    /*线程池中允许的活动线程数目*/
    int max_thread_num;
    /*当前等待队列的任务数目*/
    int cur_queue_size;
 
} CThread_pool;
 
 
 
int pool_add_worker (void *(*process) (void *arg), void *arg);
void *thread_routine (void *arg);
 
 
//share resource
static CThread_pool *pool = NULL;
void
pool_init (int max_thread_num)
{
    pool = (CThread_pool *) malloc (sizeof (CThread_pool));
 
    pthread_mutex_init (&(pool->queue_lock), NULL);
    pthread_cond_init (&(pool->queue_ready), NULL);
 
    pool->queue_head = NULL;
 
    pool->max_thread_num = max_thread_num;
    pool->cur_queue_size = 0;
 
    pool->shutdown = 0;
 
    pool->threadid = (pthread_t *) malloc (max_thread_num * sizeof (pthread_t));
    int i = 0;
    for (i = 0; i < max_thread_num; i++)
    { 
        pthread_create (&(pool->threadid[i]), NULL, thread_routine,NULL);
    }
}
 
 
 
/*向线程池中加入任务*/
int
pool_add_worker (void *(*process) (void *arg), void *arg)
{
    /*构造一个新任务*/
    CThread_worker *newworker = (CThread_worker *) malloc (sizeof (CThread_worker));
    newworker->process = process;
    newworker->arg = arg;
    newworker->next = NULL;/*别忘置空*/
 
    pthread_mutex_lock (&(pool->queue_lock));
    /*将任务加入到等待队列中*/
    CThread_worker *member = pool->queue_head;
    if (member != NULL)
    {
        while (member->next != NULL)
            member = member->next;
        member->next = newworker;
    }
    else
    {
        pool->queue_head = newworker;
    }
 
    assert (pool->queue_head != NULL);
 
    pool->cur_queue_size++;
    pthread_mutex_unlock (&(pool->queue_lock));
    /*好了，等待队列中有任务了，唤醒一个等待线程；
    注意如果所有线程都在忙碌，这句没有任何作用*/
    pthread_cond_signal (&(pool->queue_ready));
    return 0;
}
 
 
 
/*销毁线程池，等待队列中的任务不会再被执行，但是正在运行的线程会一直
把任务运行完后再退出*/
int
pool_destroy ()
{
    if (pool->shutdown)
        return -1;/*防止两次调用*/
    pool->shutdown = 1;
 
    /*唤醒所有等待线程，线程池要销毁了*/
    pthread_cond_broadcast (&(pool->queue_ready));
 
    /*阻塞等待线程退出，否则就成僵尸了*/
    int i;
    for (i = 0; i < pool->max_thread_num; i++)
        pthread_join (pool->threadid[i], NULL);
    free (pool->threadid);
 
    /*销毁等待队列*/
    CThread_worker *head = NULL;
    while (pool->queue_head != NULL)
    {
        head = pool->queue_head;
        pool->queue_head = pool->queue_head->next;
        free (head);
    }
    /*条件变量和互斥量也别忘了销毁*/
    pthread_mutex_destroy(&(pool->queue_lock));
    pthread_cond_destroy(&(pool->queue_ready));
    
    free (pool);
    /*销毁后指针置空是个好习惯*/
    pool=NULL;
    return 0;
}
 
 
 
void *
thread_routine (void *arg)
{
    printf ("starting thread 0x%x\n", pthread_self ());
    while (1)
    {
        pthread_mutex_lock (&(pool->queue_lock));
        /*如果等待队列为0并且不销毁线程池，则处于阻塞状态; 注意
        pthread_cond_wait是一个原子操作，等待前会解锁，唤醒后会加锁*/
        while (pool->cur_queue_size == 0 && !pool->shutdown)
        {
            printf ("thread 0x%x is waiting\n", pthread_self ());
            pthread_cond_wait (&(pool->queue_ready), &(pool->queue_lock));
        }
 
        /*线程池要销毁了*/
        if (pool->shutdown)
        {
            /*遇到break,continue,return等跳转语句，千万不要忘记先解锁*/
            pthread_mutex_unlock (&(pool->queue_lock));
            printf ("thread 0x%x will exit\n", pthread_self ());
            pthread_exit (NULL);
        }
 
        printf ("thread 0x%x is starting to work\n", pthread_self ());
 
        /*assert是调试的好帮手*/
        assert (pool->cur_queue_size != 0);
        assert (pool->queue_head != NULL);
        
        /*等待队列长度减去1，并取出链表中的头元素*/
        pool->cur_queue_size--;
        CThread_worker *worker = pool->queue_head;
        pool->queue_head = worker->next;
        pthread_mutex_unlock (&(pool->queue_lock));
 
        /*调用回调函数，执行任务*/
        (*(worker->process)) (worker->arg);
        free (worker);
        worker = NULL;
    }
    /*这一句应该是不可达的*/
    pthread_exit (NULL);
}
 
//    下面是测试代码
 
void *
myprocess (void *arg)
{
    printf ("threadid is 0x%x, working on task %d\n", pthread_self (),*(int *) arg);
    sleep (1);/*休息一秒，延长任务的执行时间*/
    return NULL;
}
 
int
main (int argc, char **argv)
{
    pool_init (3);/*线程池中最多三个活动线程*/
    
    /*连续向池中投入10个任务*/
    int *workingnum = (int *) malloc (sizeof (int) * 10);
    int i;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        workingnum[i] = i;
        pool_add_worker (myprocess, &workingnum[i]);
    }
    /*等待所有任务完成*/
    sleep (5);
    /*销毁线程池*/
    pool_destroy ();
 
    free (workingnum);
    return 0;
}