线程池的原理剖析与代码实现

一、线程池的作用

１、降低资源消耗：通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗；

２、提高响应速度：当任务到达时，可以直接抛给线程池处理，不用等待线程创建；

３、异步解耦的作用。

例：高性能服务器在处理高并发的链接时，每建立一个连接，都要将这个连接的信息进行存储，
这样就会大大降低服务器处理客户端连接的能力，因此引入一个线程池，主线程只处理连接工作，
将存储（写盘）的工作全部抛给线程池进行处理，这样将大大提高服务器的qps。

二、工作原理

１、线程池的核心API:

１、创建/初始化：create/init
２、给线程池抛任务：push_task
３、销毁线程池：Destroy/deinit

2、用生活实例类比分析线程池的组成:
线程池由两大模块组成：执行队列（线程）、等待队列（任务）。
线程池就相当于是管理任务执行队列和任务等待队列的一个管理器。

   以银行的营业大厅为例，它的工作原理和线程池的工作原理是类似的；营业厅就可以看作是我们整个线程池的结构，柜员相当于线程，
前来办业务的客户就相当于是任务，叫号公示牌是为了管理柜员和客户之间有秩序的进行业务处理。
   模拟一人办理业务，进入营业厅后首先抽号在等待区等待，然后根据叫号提示牌，到指定柜员处办理业务，其中很关键的点就是公示牌的作用，
不允许两个客户同时在同一个柜员处办理业务，也不允许一个客户同时在两个柜员处办理业务，因此保证了整个营业厅内工作有秩序的进行。
   这个过程就和线程池处理任务是一个道理，有任务来临后，先将任务加入到等待队列中，通过任务管理器，把任务派给相应的线程执行，
这个任务管理器的作用就是统筹任务和线程之间的平稳运行，这也就是线程池

说到底线程池其实就是一个生产者-消费者模型。

3、工作流程:

任务来临后，首先加入到等待队列，
然后根据线程池任务管理器的调度，将任务抛给执行队列处理任务
如下图所示：

三、线程池的主要结构体设计

1、工作队列结构体

typedef struct NWORKER 
{
	pthread_t id; 	//线程id
	int terminate;  //终止任务标志，判断此线程是否正在工作

	struct NTHREADPOOL *pool;	//线程池

	struct NWORKER *prev;	//前域指针
	struct NWORKER *next;	//后域指针
} nworker;

2、任务队列结构体

typedef struct NJOB 
{
	void (*job_func)(struct NJOB *job);	//任务函数（有不同种任务）
	void *user_data;	//任务函数所对应的参数

	struct NJOB *prev;	//前域指针
	struct NJOB *next;	//后域指针
} njob;

3、线程池结构体（任务管理器）

typedef struct NTHREADPOOL 
{
	struct NWORKER *workers;	//任务执行队列
	struct NJOB *wait_jobs;		//任务等待队列

	pthread_cond_t cond;	//条件变量
	pthread_mutex_t mtx;	//互斥锁
} nthreadpool;

四、线程池的主要代码实现

1、线程池的创建：

2、线程池的销毁：

3、线程池的push任务：

4、线程池的线程任务：