IT数码 购物 网址 头条 软件 日历 阅读 图书馆
TxT小说阅读器
↓语音阅读,小说下载,古典文学↓
图片批量下载器
↓批量下载图片,美女图库↓
图片自动播放器
↓图片自动播放器↓
一键清除垃圾
↓轻轻一点,清除系统垃圾↓
开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库 人工智能 区块链 大数据 移动开发 嵌入式 开发工具 数据结构与算法 开发测试 游戏开发 网络协议 系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑 笔记本 显卡 显示器 固态硬盘 硬盘 耳机 手机 iphone vivo oppo 小米 华为 单反 装机 图拉丁
 
   -> C++知识库 -> c语言+pthread实现线程池 -> 正文阅读

[C++知识库]c语言+pthread实现线程池

1.线程池原理

线程池(thread pool)技术是指能够保证所创建的任一线程都处于繁忙状态,而不需要频繁地为了某一任务而创建和销毁线程,因为系统在创建和销毁线程时所耗费的cpu资源很大。如果任务很多,频率很高,为了单一一个任务而起线程而后销线程,那么这种情况效率相当低下的。线程池技术就是用于解决这样一种应用场景而应运而生的。
pthread线程池实现原理,首先创建多个线程组成线程池,其中每个线程都运行一个被阻塞的循环函数,等待管理者线程唤醒,被唤醒的线程通过函数指针来执行用户所指定的函数,其中线程的阻塞和唤醒使用信号量机制。
ps:该项目改编自知乎文章:https://zhuanlan.zhihu.com/p/44971598
ps:笔者在大佬代码的基础上修改了线程池销毁过程,当线程池中的任务未全部完成时,线程池不会被立刻销毁,直到任务全部执行完成。
ps:在提交的任务函数中不要有sleep这种带有线程取消点的函数,否则在sleep过程中,如果调用destroy_tpool会被主线程默认取消。

2.项目结构

请添加图片描述
提供的api有

一、创建线程池,create_tpool

二、销毁线程池,destroy_tpool

三、分派任务,add_task_2_tpool

项目源代码

tpool.h

#ifndef T_POOL
#define T_POOL
 
#include <pthread.h>
#include <ctype.h>
 
typedef struct tpool_work{
   void* (*work_routine)(void*); //function to be called
   void* args;                   //arguments 
   struct tpool_work* next;
}tpool_work_t;
 
typedef struct tpool{
   size_t               shutdown;       //is tpool shutdown or not, 1 ---> yes; 0 ---> no
   size_t               maxnum_thread; // maximum of threads
   pthread_t            *thread_id;     // a array of threads
   tpool_work_t*        tpool_head;     // tpool_work queue
   pthread_cond_t       queue_ready;    // condition varaible
   pthread_mutex_t      queue_lock;     // queue lock
}tpool_t;
 
 
/***************************************************
*@brief:
*       create thread pool
*@args:   
*       max_thread_num ---> maximum of threads
*       pool           ---> address of thread pool
*@return value: 
*       0       ---> create thread pool successfully
*       othres  ---> create thread pool failed
***************************************************/
 
int create_tpool(tpool_t** pool,size_t max_thread_num);
 
/***************************************************
*@brief:
*       destroy thread pool
*@args:
*        pool  --->  address of pool
***************************************************/
void destroy_tpool(tpool_t* pool);
 
/**************************************************
*@brief:
*       add tasks to thread pool
*@args:
*       pool     ---> thread pool
*       routine  ---> entry function of each thread
*       args     ---> arguments
*@return value:
*       0        ---> add ok
*       others   ---> add failed        
**************************************************/
int add_task_2_tpool(tpool_t* pool,void* (*routine)(void*),void* args);
 
#endif//tpool.h

tpool.c

#include "tpool.h"
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
 

int is_taskover(tpool_t *pool){
     if(pool->tpool_head!=NULL)return 0;
     return 1;
} 
static void* work_routine(void* args)
{
   tpool_t* pool = (tpool_t*)args;
   tpool_work_t* work = NULL;
 
   while(1){
        pthread_mutex_lock(&pool->queue_lock);
        while(!pool->tpool_head && !pool->shutdown){ // if there is no works and pool is not shutdown, it should be suspended for being awake
            pthread_cond_wait(&pool->queue_ready,&pool->queue_lock);
        }
 
        if(pool->shutdown){
           pthread_mutex_unlock(&pool->queue_lock);//pool shutdown,release the mutex and exit
           pthread_exit(NULL);
        }
 
        /* tweak a work*/
        work = pool->tpool_head;
        pool->tpool_head = (tpool_work_t*)pool->tpool_head->next;
        pthread_mutex_unlock(&pool->queue_lock);
 
        work->work_routine(work->args);
 
        free(work);
   }
return NULL;
}
 
int create_tpool(tpool_t** pool,size_t max_thread_num)
{
   (*pool) = (tpool_t*)malloc(sizeof(tpool_t));
   if(NULL == *pool){
        printf("in %s,malloc tpool_t failed!,errno = %d,explain:%s\n",__func__,errno,strerror(errno));
        exit(-1);
   }
   (*pool)->shutdown = 0;
   (*pool)->maxnum_thread = max_thread_num;
   (*pool)->thread_id = (pthread_t*)malloc(sizeof(pthread_t)*max_thread_num);
   if((*pool)->thread_id == NULL){
        printf("in %s,init thread id failed,errno = %d,explain:%s",__func__,errno,strerror(errno));
        exit(-1);
   }
   (*pool)->tpool_head = NULL;
   if(pthread_mutex_init(&((*pool)->queue_lock),NULL) != 0){
        printf("in %s,initial mutex failed,errno = %d,explain:%s",__func__,errno,strerror(errno));
        exit(-1);
   }
 
   if(pthread_cond_init(&((*pool)->queue_ready),NULL) != 0){
        printf("in %s,initial condition variable failed,errno = %d,explain:%s",__func__,errno,strerror(errno));
        exit(-1);
   }
 
   for(int i = 0; i < max_thread_num; i++){
        if(pthread_create(&((*pool)->thread_id[i]),NULL,work_routine,(void*)(*pool)) != 0){
           printf("pthread_create failed!\n");
           exit(-1);
        }
   }
return 0;
}
 
int add_task_2_tpool(tpool_t* pool,void* (*routine)(void*),void* args)
{
   tpool_work_t* work,*member;
 
   if(!routine){
        printf("rontine is null!\n");
        return -1;
   }
 
   work = (tpool_work_t*)malloc(sizeof(tpool_work_t));
   if(!work){
        printf("in %s,malloc work error!,errno = %d,explain:%s\n",__func__,errno,strerror(errno));
        return -1;
   }
 
   work->work_routine = routine;
   work->args = args;
   work->next = NULL;
 
   pthread_mutex_lock(&pool->queue_lock);
   member = pool->tpool_head;
   if(!member){
        pool->tpool_head = work;
   }
   else{
        while(member->next){
           member = (tpool_work_t*)member->next;
        }
        member->next =(tpool_work_t*)work;
   }
 
   //notify the pool that new task arrived!
   pthread_cond_signal(&pool->queue_ready);
   pthread_mutex_unlock(&pool->queue_lock);
return 0;
}

void destroy_tpool(tpool_t* pool)
{
   tpool_work_t* tmp_work;
 
   while(pool->shutdown || !is_taskover(pool));
   
   pool->shutdown = 1;
 
   pthread_mutex_lock(&pool->queue_lock);
   pthread_cond_broadcast(&pool->queue_ready);
   pthread_mutex_unlock(&pool->queue_lock);
 
   for(int i = 0; i < pool->maxnum_thread; i++){
        pthread_join(pool->thread_id[i],NULL);
   }
   free(pool->thread_id);
   while(pool->tpool_head){
        tmp_work = pool->tpool_head;
        pool->tpool_head = (tpool_work_t*)pool->tpool_head->next;
        free(tmp_work);
   }
 
   pthread_mutex_destroy(&pool->queue_lock);
   pthread_cond_destroy(&pool->queue_ready);
   free(pool);
}

demo.c

#include "tpool.h"
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
 
void* fun(void* args)
{
   int thread = (int)args;
   printf("running the thread of %d\n",thread);
return NULL;
}
 
int main(int argc, char* args[])
{
   tpool_t* pool = NULL;
   if(0 != create_tpool(&pool,5)){
        printf("create_tpool failed!\n");
        return -1;
   }
 
   for(int i = 0; i <= 1000; i++){
        add_task_2_tpool(pool,fun,(void*)i);
   }
   //sleep(2);
   destroy_tpool(pool);
   return 0;
}

线程池完整源码见

https://github.com/trriger/pthreadpool

  C++知识库 最新文章
【C++】友元、嵌套类、异常、RTTI、类型转换
通讯录的思路与实现(C语言)
C++PrimerPlus 第七章 函数-C++的编程模块(
Problem C: 算法9-9~9-12:平衡二叉树的基本
MSVC C++ UTF-8编程
C++进阶 多态原理
简单string类c++实现
我的年度总结
【C语言】以深厚地基筑伟岸高楼-基础篇(六
c语言常见错误合集
上一篇文章      下一篇文章      查看所有文章
加:2021-10-25 12:21:44  更:2021-10-25 12:22:02 
 
开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库 人工智能 区块链 大数据 移动开发 嵌入式 开发工具 数据结构与算法 开发测试 游戏开发 网络协议 系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑 笔记本 显卡 显示器 固态硬盘 硬盘 耳机 手机 iphone vivo oppo 小米 华为 单反 装机 图拉丁

360图书馆 购物 三丰科技 阅读网 日历 万年历 2024年11日历 -2024/11/24 5:27:28-

图片自动播放器
↓图片自动播放器↓
TxT小说阅读器
↓语音阅读,小说下载,古典文学↓
一键清除垃圾
↓轻轻一点,清除系统垃圾↓
图片批量下载器
↓批量下载图片,美女图库↓
  网站联系: qq:121756557 email:121756557@qq.com  IT数码