線程池的作用以及代碼實(shí)現(xiàn)

本篇內(nèi)容介紹了“線程池的作用以及代碼實(shí)現(xiàn)”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

前言：

大家周末好，今天給大家?guī)硪黄夹g(shù)文章，是關(guān)于線程池的實(shí)現(xiàn)和使用場(chǎng)景;我相信大家在公司里面的代碼里面經(jīng)?？吹竭@個(gè)線程池的用法，或者甚至大家可能會(huì)聽到內(nèi)存池、對(duì)象池、連接池等這些專業(yè)術(shù)語(yǔ)，反正就很多帶池的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，不過你會(huì)發(fā)現(xiàn)他們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是“屁股”末尾都帶一個(gè)“池”字，池字，簡(jiǎn)單理解就是用來存東西的，舉個(gè)簡(jiǎn)單例子來說，你比如游泳池里面可以用來存儲(chǔ)水!

好了簡(jiǎn)單說了一下，后面的哪些什么內(nèi)存池、連接池，后期復(fù)習(xí)都再給大家分享吧，今天我們的主題是線程池。

一、線程池的實(shí)現(xiàn)：

1、為啥要用到線程池?

多線程編程，大家這個(gè)應(yīng)該很熟悉了，上次有一位朋友問了一個(gè)問題，一個(gè)線程大概占用多大內(nèi)存大小，一般按照POSIX標(biāo)準(zhǔn)來算的話，一個(gè)線程大概在8M左右，但是我們一般內(nèi)存資源有限，在進(jìn)行高并發(fā)的時(shí)候，比如說，多個(gè)客戶端同時(shí)向服務(wù)器端發(fā)送請(qǐng)求：

這個(gè)時(shí)候，你想一下給這么多客戶端都分配開一個(gè)大概8M的內(nèi)存大小，這現(xiàn)實(shí)嘛，顯然行不通的嘛，我們來計(jì)算一下：

• 一個(gè)線程：8M

• 1024M可以開128個(gè)線程

• 16G內(nèi)存大小可以開16x128,計(jì)算下來大概在2048個(gè)線程

所以百萬級(jí)個(gè)客戶端都分配開一個(gè)線程的話，那內(nèi)存資源肯定是不夠的，所以這涉及到我們的線程池了，這也是為什么在這種場(chǎng)景下要使用線程池了!

為了幫助大家更好的理解線程池這個(gè)概念，我們還是舉一個(gè)生活當(dāng)中的實(shí)際場(chǎng)景吧;去銀行存錢或者辦理相關(guān)業(yè)務(wù)，這個(gè)大家都不陌生吧，你到了銀行里面，一般來說的話，都要排隊(duì)在窗口等待前面的人把業(yè)務(wù)辦理完，才能夠輪到你來辦理你想要辦理的業(yè)務(wù)，而窗口里面就是幫你辦理各種業(yè)務(wù)的銀行工作人員，同時(shí)一般窗口辦理業(yè)務(wù)上面有一個(gè)提示電子信息，如果輪到了你，就會(huì)通知你，你就知道了輪到自己辦理業(yè)務(wù)了。

這里換個(gè)專業(yè)的角度來說(也不專業(yè)哈，只是一個(gè)打比方)，你來辦理的這個(gè)業(yè)務(wù)就是一個(gè)任務(wù)(也就是一個(gè)線程，可以說成任務(wù)隊(duì)列，因?yàn)橐抨?duì)嘛，不可能一下子執(zhí)行那么多任務(wù)，任務(wù)隊(duì)列里面的任務(wù)必須一個(gè)一個(gè)執(zhí)行)，而銀行工作人員相當(dāng)于從任務(wù)隊(duì)列里面拿一個(gè)任務(wù)來執(zhí)行，你可以把銀行工作人員看成是執(zhí)行任務(wù)隊(duì)列;而電子顯示通知信息，你可以把它看成防止多個(gè)業(yè)務(wù)同時(shí)在一個(gè)窗口讓一個(gè)銀行工作人員來辦理，兩個(gè)窗口也就是兩個(gè)銀行工作人員同時(shí)辦理一個(gè)業(yè)務(wù)，也就是說這個(gè)電子顯示信息是一個(gè)管理組件，管理任務(wù)是否可以去辦理，管理著銀行工作人員是否開始辦理業(yè)務(wù)任務(wù)，不讓他們亂套了，合理有效的執(zhí)行任務(wù)。

那么你從上面可以看到，使用線程池的優(yōu)點(diǎn)了：

• 避免線程太多，使得內(nèi)存耗盡

• 開始的時(shí)候，你可以把創(chuàng)建好的線程放入到線程池當(dāng)中去，當(dāng)我們要用的時(shí)候，就可以從線程池里面拿一個(gè)線程來用，用完這個(gè)線程的時(shí)候，再把這個(gè)線程放回到線程池里面;避免創(chuàng)建線程與銷毀的代價(jià)

2、線程池實(shí)現(xiàn)模板步驟：

其實(shí)這個(gè)線程池的實(shí)現(xiàn)大概流程步驟都差不多，如果大家平時(shí)仔細(xì)看公司代碼或者說自己去實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程池的話，大概實(shí)現(xiàn)模板如下：

• 任務(wù)隊(duì)列(前來辦理業(yè)務(wù)的人)

• 執(zhí)行隊(duì)列(就是銀行工作人員執(zhí)行任務(wù)隊(duì)列里面的任務(wù))

• 管理組件(管理任務(wù)有序的執(zhí)行)

3、線程池實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體定義：

任務(wù)隊(duì)列：

struct nTask { //用函數(shù)指針來存放不同的任務(wù)   void (*task_func)(struct nTask *task);      //這個(gè)參數(shù)用來做任務(wù)執(zhí)行的參數(shù)   void *user_data;  //鏈表節(jié)點(diǎn)的定義，這里采用鏈表的方式實(shí)現(xiàn) struct nTask *prev; struct nTask *next;  };

• 執(zhí)行隊(duì)列：

struct nWorker {   pthread_t threadid;//線程id      int terminate;//表示是否終止任務(wù)  //表示銀行工作人員要執(zhí)行任務(wù)還要向執(zhí)行組件通告一下   struct nManager *manager;      //還是通過鏈表的方式來實(shí)現(xiàn)執(zhí)行隊(duì)列   struct nWorker *prev;   struct nWorker *next;  };

注意：這里如果沒有辦理業(yè)務(wù)的人來，銀行工作人員只能在哪里等待任務(wù)的到來，然后再執(zhí)行任務(wù)。

• 管理組件：

typedef struct nManager {    struct nTask *task;   struct nWorker *workers;      pthread_mutex_t mutex;//互斥鎖   pthread_cond_t cond;//條件變量 }ThreadPool;

• 鏈表的插入和刪除模板：

//插入 #define LIST_INSERT(item,list) do{\   item->prev=NULL;                \   item->next=list;                \ if((list)!=NULL) list->prev=item;\ list=item; }while(0)  //刪除 #define LIST_REMOVE(item,list) do{ \ if(item->prev != NULL) item->prev->next = item->next; \ if(item->next !=NULL) item->next->prev=item->prev;  \  if(list == item)list = item->netx; \  item->prev=item->next=NULL;\ }while(0)  }

4、線程池接口定義如下：

1、線程池初始化接口：

int nThreadPoolCreate(ThreadPool *pool,int numWorkers) { //參數(shù)pool表示線程池，numWorkers表示線程池里面有多少個(gè)任務(wù) }

2、線程池銷毀接口：

int nThreadPoolDestory(ThreadPool *pool,int nWorker) {  }

3、往線程池里面添加任務(wù)接口：

int nThreadPoolPushTask(ThreadPool *pool,struct nTask *task) {   }

4、線程回調(diào)函數(shù)：

void *nThreadPoolCallback(void *arg) {   }

二、線程池工程代碼：

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h>  //鏈表插入 #define LIST_INSTER(item,list)do{ \ item->prev=NULL;       \ item->next=next;       \ if(list!=NULL) list->prev=item; \ list=item; }while(0)  //刪除 #define LIST_REMOVE(item,list)do {  \ if(item->prev!=NULL)item->prev->next=item->next; \ if(item->next!=NULL)itme->next->prev=item->prev;\  if(list==item)list=item->next; item->prev=item->next=NULL; }while(0)  //任務(wù)隊(duì)列  struct nTask {   void(*task_funt)(struct nTask *task);   void *uset_data;      struct nTask *prev;   struct nTask *next; };  //執(zhí)行隊(duì)列 struct nWorker {   pthread_t threadid;   int terminate;      struct nManager *manager;      struct nWorker *prev;   struct nWorker *next; };  //管理組件 typedef struct nManager {   struct nTask *tasks;   struct nWoker *workers;      pthread_mutex_t mutex;   pthread_cond_t cond;  }ThreadPool; //線程回調(diào)函數(shù) void *nThreadPoolCallback(void *arg) {   struct nWorker *worker=(struct nWorker*)arg;      while(1)   {     //判斷是否有任務(wù)     pthread_mutex_lock(&worker->manager-mutex);     while(worker->manager->tasks==NULL)     {       if(worker-terminate)         break;       pthread_cond_wait(&worker->manager->cond,&worker->manager->mutex);//如果沒有任務(wù)，一直等待任務(wù)的到來     }     if(worker->terminate)     {       pthread_mutex_unlock(&worker->manager->mutex);       break;          }   struct nTask *task = worker->manager->tasks;   LIST_REMOVE(task,worker->manager->tasks);   pthread_mutex_unlock(&worker->manager->mutex);   task->task_func(task);      }  free(worker); }  //創(chuàng)建線程池 int nThreadPoolCreate(ThreadPool *pool, int numWorkers) {   if(pool == NULL) return -1;   if(numWorkers < 1)numWorkers =1;   memset(&pool,0,sizeof(ThreadPool));    //開始初始化   pthread_cond_t blank_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;    memcpy(&pool->cond,&blank_cond,sizeof(pthread_cond_t));    pthread_mutex_t blank_mutex =PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;   memcpy(&pool->mutex,&blank_mutex,sizeof(pthread_mutex_t));    int i =0;//開線程的個(gè)數(shù),也就是執(zhí)行任務(wù)的個(gè)數(shù)    for(i=0;i < numWorkers;i++)   {     struct nWorker *worker =(struct nWorker*)malloc(sizeof(struct nWorker));     if(worker == NUll)     {         perror("malloc");         return -2;     }     memset(worker,0,sizeof(struct nWorker));     worker->manager=pool;    //創(chuàng)建線程   int ret=pthread_create(&worker->pthreadid,NULL,nThreadPoolCallback,worker);        if(ret)     {       perror("pthread_create");       free(worker);       return -3;     }     LIST_INSERT(worker,pool->workers);   } }  //線程池銷毀  int nThreadPoolDestory(ThreadPool *pool,int nWorker) {   struct nWorker *worker = NULL;   for(worker=pool->workers;worker!=NULL;worker=worker->next)   {     worker->terminate;   } pthread_mutex_lock(&pool->mutex); pthread_cond_broadcast(&pool->cond);//做一個(gè)廣播通知 pthread_mutex_unlock(&pool->mutex);  pool->workers = NULL; pool->tasks = NULL; }  //往線程池里面添加任務(wù)  int nThreadPoolPushTask(ThreadPool *pool,struct nTask *task) {   pthread_mutex_lock(&pool->mutex);   LIST_INSERTER(task,pool->tasks);   pthread_cond_sigal(&pool->cond);// 發(fā)送一個(gè)信號(hào)，有人來辦理業(yè)務(wù)了   pthread_mutex_unlock(&pool-mutex); }   #if 1  #define THREADPOOL_INIT_COUNT 20 #define TASK_INIT_SIZE   1000   void task_entry(struct nTask *task) { //type    //struct nTask *task = (struct nTask*)task;  int idx = *(int *)task->user_data;   printf("idx: %d\n", idx);   free(task->user_data);  free(task); }   int main(void) {   ThreadPool pool = {0};    nThreadPoolCreate(&pool, THREADPOOL_INIT_COUNT);  // pool --> memset();    int i = 0;  for (i = 0;i < TASK_INIT_SIZE;i ++) {   struct nTask *task = (struct nTask *)malloc(sizeof(struct nTask));   if (task == NULL) {    perror("malloc");    exit(1);   }   memset(task, 0, sizeof(struct nTask));    task->task_func = task_entry;   task->user_data = malloc(sizeof(int));   *(int*)task->user_data  = i;       nThreadPoolPushTask(&pool, task);  }   getchar();   }

“線程池的作用以及代碼實(shí)現(xiàn)”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！