linux下C线程池的实现

什么时候需要创建线程池呐？简单地说，如果一个应用需要平凡的创建和销毁线程，而任务执行的时间有非常的短，这样线程的创建和销毁的带来的开销就非常不容忽视，这时也是线程池该出场的时候了。如果线程创建和销毁时间相比任务执行时间可以忽略不计，则没有必要使用线程池了。

    下面是linux系统下使用C语言创建的一个线程池。线程池会维护一个任务链表（每一个cthread_worker结构就是一个任务）。

pool_init()函数预先创建好max_thread_num个线程，每个线程执行thread_routine()函数。该函数中：

while(pool->cur_queue_size == 0)

{

pthread_cond_wait(&(pool->queue_ready),&(pool->queue_lock));

}

表示如果任务链表中没有任务，则该线程处于阻塞等待状态。否则从队列中取出任务并执行。

pool_add_worker()函数想线程池的任务链表中加入一个任务，加入后通过调用pthread_cond_signal(&(pool->queue_ready))唤醒一个处于阻塞状态的线程。

pool_desroy()函数用于销毁线程池，线程池的任务链表中的任务不会再被执行，但是正在运行的线程会一直吧任务运行完成后在退出。

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#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);   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; }