线程池的设计

       从网上download一份实现线程池的代码，比较有代表性，特此贴出来。

1 数据结构

       设计构思点：1任务由线程池中的任务链表维护，当需要向线程池中添加任务时，无论是否分配线程执行。换言之，只要调用接口函数，任务就交给了线程池，而且应用程序认为线程池肯定会执行的。2 线程池中的线程，有三种状态，空闲，运行，结束。一开始进入空闲状态，等待分配任务，如果超时，则退出结束状态，如果被激活，那么就进入运行状态，执行完任务链表中的任务后，就立即进入空闲状态，注意此处不会直接退出，只有超时等待后，认为目前已经有足够的线程服务所以才退出将自己交给线程池。3线程永远是取出first指向的任务执行，而线程池永远是向last所指向的插入任务。

1  typedef struct condition   2  {   3      pthread_mutex_t pmutex;   4      pthread_cond_t pcond;   5  } condition_t;   6      7  // 任务结构体,将任务放入队列由线程池中的线程来执行   8  typedef struct task   9  {  10      void *(*run)(void *arg);    // 任务回调函数  11      void *arg;                  // 回调函数参数  12      struct task *next;  13  } task_t;  14     15  // 线程池结构体  16  typedef struct threadpool  17  {  18      condition_t ready;      //任务准备就绪或者线程池销毁通知  19      task_t *first;          //任务队列头指针  20      task_t *last;           //任务队列尾指针  21      int counter;            //线程池中当前线程数  22      int idle;               //线程池中当前正在等待任务的线程数  23      int max_threads;        //线程池中最大允许的线程数  24      int quit;               //销毁线程池的时候置1  25  } threadpool_t;

2处理流程

1  void *thread_routine(void *arg)    2  {    3      struct timespec abstime;    4      int timeout;    5      printf("thread 0x%x is starting\n", (int)pthread_self());    6      threadpool_t *pool = (threadpool_t *)arg;    7      while (1)    8      {    9          timeout = 0;   10          condition_lock(&pool->ready);   11          pool->idle++;   12          // 等待队列有任务到来或者线程池销毁通知   13          while (pool->first == NULL && !pool->quit)   14          {   15              printf("thread 0x%x is waiting\n", (int)pthread_self());   16              //condition_wait(&pool->ready);   17              clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &abstime);   18              abstime.tv_sec += 2;   19              int status = condition_timedwait(&pool->ready, &abstime);   20              if (status == ETIMEDOUT)   21              {   22                  printf("thread 0x%x is wait timed out\n", (int)pthread_self());   23                  timeout = 1;   24                  break;   25              }   26          }   27      28          // 等待到条件，处于工作状态   29          pool->idle--;   30      31          // 等待到任务   32          if (pool->first != NULL)   33          {   34              // 从队头取出任务   35              task_t *t = pool->first;   36              pool->first = t->next;   37              // 执行任务需要一定的时间，所以要先解锁，以便生产者进程   38              // 能够往队列中添加任务，其它消费者线程能够进入等待任务   39              condition_unlock(&pool->ready);   40              t->run(t->arg);   41              free(t);   42              condition_lock(&pool->ready);   43          }   44          // 如果等待到线程池销毁通知, 且任务都执行完毕   45          if (pool->quit && pool->first == NULL)   46          {   47              pool->counter--;   48              if (pool->counter == 0)   49                  condition_signal(&pool->ready);   50      51              condition_unlock(&pool->ready);   52              // 跳出循环之前要记得解锁   53              break;   54          }   55      56          if (timeout && pool->first == NULL)   57          {   58              pool->counter--;   59              condition_unlock(&pool->ready);   60              // 跳出循环之前要记得解锁   61              break;   62          }   63          condition_unlock(&pool->ready);   64      }   65      66      printf("thread 0x%x is exting\n", (int)pthread_self());   67      return NULL;   68      69  }   70      71  // 初始化线程池   72  void threadpool_init(threadpool_t *pool, int threads)   73  {   74      // 对线程池中的各个字段初始化   75      condition_init(&pool->ready);   76      pool->first = NULL;   77      pool->last = NULL;   78      pool->counter = 0;   79      pool->idle = 0;   80      pool->max_threads = threads;   81      pool->quit = 0;   82  }   83      84  // 往线程池中添加任务   85  void threadpool_add_task(threadpool_t *pool, void *(*run)(void *arg), void *arg)   86  {   87      // 生成新任务   88      task_t *newtask = (task_t *)malloc(sizeof(task_t));   89      newtask->run = run;   90      newtask->arg = arg;   91      newtask->next = NULL;   92      93      condition_lock(&pool->ready);   94      // 将任务添加到队列   95      if (pool->first == NULL)   96          pool->first = newtask;   97      else   98          pool->last->next = newtask;   99      pool->last = newtask;  100     101      // 如果有等待线程，则唤醒其中一个  102      if (pool->idle > 0)  103          condition_signal(&pool->ready);  104      else if (pool->counter < pool->max_threads)  105      {  106          // 没有等待线程，并且当前线程数不超过最大线程数，则创建一个新线程  107          pthread_t tid;  108          pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, pool);  109          pool->counter++;  110      }  111      condition_unlock(&pool->ready);  112  }  113     114  // 销毁线程池  115  void threadpool_destroy(threadpool_t *pool)  116  {  117      if (pool->quit)  118      {  119          return;  120      }  121      condition_lock(&pool->ready);  122      pool->quit = 1;  123      if (pool->counter > 0)  124      {  125          if (pool->idle > 0)  126              condition_broadcast(&pool->ready);  127          // 处于执行任务状态中的线程，不会收到广播  128          // 线程池需要等待执行任务状态中的线程全部退出  129          while (pool->counter > 0)  130              condition_wait(&pool->ready);  131      }  132      condition_unlock(&pool->ready);  133      condition_destroy(&pool->ready);  134  }