Linux C下线程池有什么用

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这篇文章主要介绍了 Linux C 下线程池有什么用，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让丸趣 TV 小编带着大家一起了解一下。

线程池也是多线程的处理方式。是将“生产者”线程提出任务添加到“任务队列”，然后一些线程自动完成“任务队列”上的任务。

多线程编程，创建一个线程，指定去完成某一个任务，等待线程的退出。虽然能够满足编程需求，但是当我们需要创建大量的线程的时候，在创建过程以及销毁线程的过程中可能会消耗大量的 CPU. 增加很大开销。如：文件夹的 copy、WEB 服务器的响应。

线程池就是用来解决类似于这样的一个问题的，可以降低频繁地创建和销毁线程所带来地开销。

线程池技术思路：一般采用预创建线程技术，也就是提前把需要用线程先创建一定数目。这些线程提前创建好了之后，“任务队列”里面假设没有任务，那么就让这些线程休眠，一旦有任务，就唤醒线程去执行任务，任务执行完了，也不需要去销毁线程，直到当你想退出或者是关机时，这个时候，那么你调用销毁线程池地函数去销毁线程。

线程完成任务之后不会销毁，而是自动地执行下一个任务。而且，当任务有很多，你可以有函数接口去增加线程数量，当任务较少时，你可以有函数接口去销毁部分线程。

如果，创建和销毁线程的时间对比执行任务的时间可以忽略不计，那么我们在这种情况下面也就没有必要用线程池。

“任务队列”是一个共享资源“互斥访问”

线程池本质上也是一个数据结构，需要一个结构体去描述它：

struct pthread_pool // 线程池的实现  { // 一般会有如下成员  // 互斥锁，用来保护这个“任务队列” pthread_mutex_t lock; // 互斥锁  // 线程条件变量   表示“任务队列”是否有任务  pthread_cond_t cond; // 条件变量  bool shutdown; // 表示是否退出程序  bool：类型  false / true // 任务队列 (链表)，指向第一个需要指向的任务  // 所有的线程都从任务链表中获取任务   共享资源  struct task * task_list; // 线程池中有多个线程，每一个线程都有 tid,  需要一个数组去保存 tid pthread_t * tids; //malloc() // 线程池中正在服役的线程数，当前线程个数  unsigned int active_threads; // 线程池任务队列最大的任务数量  unsigned int max_waiting_tasks; // 线程池任务队列上当前有多少个任务  unsigned int cur_waiting_tasks; //...... }; // 任务队列(链表) 上面的任务结点，只要能够描述好一个任务就可以了， // 线程会不断地任务队列取任务  struct task // 任务结点  { // 1.  任务结点表示的任务，“函数指针”指向任务要执行的函数(cp_file) void*(* do_task)(void * arg); //2.  指针，指向任务指向函数的参数(文件描述符) void * arg; //3.  任务结点类型的指针，指向下一个任务  struct task * next; };

线程池框架代码如下，功能自填：

操作线程池所需要的函数接口：pthread_pool.c、pthread_pool.h

把“线程池”想象成一个外包公司，你需要去完成的就是操作线程池所提供的函数接口。

pthread_pool.c

#include  pthread_pool.h  /* init_pool:  线程池初始化函数，初始化指定的线程池中有 thread_num 个初始线程  @pool：指针，指向您要初始化的那个线程池  @threa_num:  您要初始化的线程池中开始的线程数量   返回值：  成功  0  失败  -1 */ int init_pool(pthread_pool * pool , unsigned int threa_num) { // 初始化线程池的结构体  // 初始化线程互斥锁  pthread_mutex_init( pool- lock, NULL); // 初始化线程条件变量  pthread_cond_init(pool- cond, NULL); pool- shutdown = false ;//  不退出  pool- task_list = (struct task*)malloc(sizeof(struct task)); pool- tids = (pthread_t *)malloc(sizeof(pthread_t) * MAX_ACTIVE_THREADS); if(pool- task_list == NULL || pool- tids == NULL) { perror( malloc memery error  return -1; } pool- task_list- next = NULL; // 线程池中一开始初始化多少个线程来服役  pool- active_threads = threa_num; // 表示线程池中最多有多少个任务  pool- max_waiting_tasks = MAX_WAITING_TASKS; // 线程池中任务队列当前的任务数量  pool- cur_waiting_tasks = 0; // 创建 thread_num 个线程，并且让线程去执行任务调配函数， // 记录所有线程的 tid int i = 0; for(i = 0; i   threa_num; i++) { int ret = pthread_create( (pool- tids)[i], NULL, routine, (void*)pool); if(ret != 0) { perror( create thread error  return -1; } printf([%lu]:[%s] ===  tids[%d]:[%lu] ,pthread_self(), __FUNCTION__, i , pool- tids[i]); } return 0; } /* routine:  任务调配函数。  所有线程开始都执行此函数，此函数会不断的从线程池的任务队列   中取下任务结点，去执行。  任务结点中包含“函数指针” h  函数参数  */ void * routine(void * arg) { //arg 表示你的线程池的指针  while() { // 获取线程互斥锁，lock // 当线程池没有结束的时候，不断地从线程池的任务队列取下结点  // 去执行。 // 释放线程互斥锁，unlock // 释放任务结点  } } /* destroy_pool:  销毁线程池，销毁前要保证所有的任务已经完成  */ int destroy_pool(pthread_pool * pool) { // 释放所有空间   等待任务执行完毕 (join)。 // 唤醒所有线程  // 利用 join 函数回收每一个线程资源。 } /* add_task：给任务队列增加任务，  把 do_task 指向的任务(函数指针) 和  arg 指向的参数保存到一个任务结点，添加到 pool 任务队列中。 @pool :  您要添加任务的线程池  @do_task ：  您需要添加的任务(cp_file) @arg：  您要执行的任务的参数(文件描述符) */ int add_task(pthread_pool *pool,void*(* do_task)(void * arg), void*arg) { // 把第二个参数和第三个参数封装成 struct task // 再把它添加到  pool- task  任务队列中去  // 注意任务队列是一个共享资源  // 假如任务后要唤醒等待的线程。 } // 如果任务多的时候，往线程池中添加线程  pthread_create int add_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num); { // 新创建 num 个线程，让每一个线程去执行线程调配函数  // 将每一个新创建的线程 tid，添加到 pool-  tids } // 如果任务少的时候，减少线程池中线程的数量  pthread_cancel join int remove_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num) { // 用 pthread_cancel 取消 num 个线程  // 利用 pthread_join 函数去回收资源。 }

pthread_pool.h

#ifndef __PTHREAD_POOL_H__ #define __PTHREAD_POOL_H__ // 表示线程池中最多有多少个线程  #define MAX_ACTIVE_THREADS 20 // 表示线程池中最多有多少个任务  #define MAX_WAITING_TASKS 1024 // 任务队列 (链表) 上面的任务结点，只要能够描述好一个任务就可以了， // 线程会不断地任务队列取任务  struct task // 任务结点  { // 1.  任务结点表示的任务，“函数指针”指向任务要执行的函数 (cp_file) void*(* do_task)(void * arg); //2.  指针，指向任务指向函数的参数(文件描述符) void * arg; //3.  任务结点类型的指针，指向下一个任务  struct task * next; }; struct pthread_pool // 线程池的实现  { // 一般会有如下成员  // 互斥锁，用来保护这个“任务队列” pthread_mutex_t lock; // 互斥锁  // 线程条件变量   表示“任务队列”是否有任务  pthread_cond_t cond; // 条件变量  bool shutdown; // 表示是否退出程序  bool：类型  false / true // 任务队列(链表)，指向第一个需要指向的任务  // 所有的线程都从任务链表中获取任务   共享资源  struct task * task_list; // 线程池中有多个线程，每一个线程都有 tid,  需要一个数组去保存 tid pthread_t * tids; //malloc() // 线程池中正在服役的线程数，当前线程个数  unsigned int active_threads; // 线程池任务队列最大的任务数量  unsigned int max_waiting_tasks; // 线程池任务队列上当前有多少个任务  unsigned int cur_waiting_tasks; //...... }; /* init_pool:  线程池初始化函数，初始化指定的线程池中有 thread_num  个初始线程  @pool：指针，指向您要初始化的那个线程池  @threa_num:  您要初始化的线程池中开始的线程数量   返回值：  成功  0  失败  -1 */ int init_pool(pthread_pool * pool , unsigned int threa_num); /* routine:  任务调配函数。  所有线程开始都执行此函数，此函数会不断的从线程池的任务队列   中取下任务结点，去执行。  任务结点中包含“函数指针” h  函数参数  */ void * routine(void * arg); /* destroy_pool:  销毁线程池，销毁前要保证所有的任务已经完成  */ int destroy_pool(pthread_pool * pool); /* add_task：给任务队列增加任务，  把 do_task 指向的任务(函数指针) 和  arg 指向的参数保存到一个任务结点，添加到 pool 任务队列中。 @pool :  您要添加任务的线程池  @do_task ：  您需要添加的任务(cp_file) @arg：  您要执行的任务的参数(文件描述符) */ int add_task(pthread_pool *pool,void*(* do_task)(void * arg), void*arg); // 如果任务多的时候，往线程池中添加线程  pthread_create int add_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num); // 如果任务少的时候，减少线程池中线程的数量  pthread_cancel join int remove_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num); #endif

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