C的简单无管理者线程池

线程池概念和使用

概念：

通俗的讲就是一个线程的池子，可以循环的完成任务的一组线程集合

必要性：

我们平时创建一个线程，完成某一个任务，等待线程的退出。但当需要创建大量的线程时，假设T1为创建线程时间，T2为在线程任务执行时间，T3为线程销毁时间，当 T1+T3 > T2，这时候就不划算了，使用线程池可以降低频繁创建和销毁线程所带来的开销，任务处理时间比较短的时候这个好处非常显著。

线程池的基本结构：

1 任务节点，存储需要处理的任务，由工作线程来处理这些任务

2 线程池工作线程，它是任务队列任务的消费者，等待新任务的信号

代码实例：

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
//线程池大小 
#define POOL_NUM 10
//存放任务的结构体
typedef struct Task{
    void *(*func)(void *arg);
    void *arg;
    struct Task *next;
}Task;
//定义线程池的结构体 
//每个任务是一个单独的节点，线程池为这个队列
//每当一个任务节点创建好时，他就会被存放到线程池的尾部
// 然后busywork++；
 
typedef struct ThreadPool{
    pthread_mutex_t taskLock;
    pthread_cond_t newTask;

    pthread_t tid[POOL_NUM];
    Task *queue_head;
    int busywork;//在线城池里的线程个数 

}ThreadPool;

ThreadPool *pool;

//使线程池中的线程开始工作
//需要接收到线程池中有任务的信号才可以去让线程工作

void *workThread(void *arg){
    while(1){
        pthread_mutex_lock(&pool->taskLock);
        pthread_cond_wait(&pool->newTask,&pool->taskLock);
		// 需要等待线程分配好任务后在运行 
        

        Task *ptask = pool->queue_head;//收到信号后将即将运行的节点从线程池中移除 
        pool->queue_head = pool->queue_head->next;

        pthread_mutex_unlock(&pool->taskLock);

        ptask->func(ptask->arg);//运行,让线程去执行他真正需要执行的操作
        pool->busywork--;//线程池中线程减少


    }


}

//真正的工作
void *realwork(void *arg){
    printf("Finish work %d\n",(int)arg);

}

//将任务添加到线程池中
//以队列的方式，先进先出，先来的先运行
void pool_add_task(int arg){
    Task *newTask;
    
    //判断线程池是否已满 
    //满了就等一会之后看有没有运行完的线程
    pthread_mutex_lock(&pool->taskLock);
    while(pool->busywork>=POOL_NUM){
        pthread_mutex_unlock(&pool->taskLock);
        usleep(10000);
        pthread_mutex_lock(&pool->taskLock);
    }
    pthread_mutex_unlock(&pool->taskLock);
    
    //新建任务
    newTask = malloc(sizeof(Task));
    newTask->func =  realwork;
    newTask->arg = arg;
    
	//将新建的任务添加到线程池中 
	//只是添加线程，线程是否运行完毕未知 
    pthread_mutex_lock(&pool->taskLock);
    Task *member = pool->queue_head;
    if(member==NULL){
        pool->queue_head = newTask;
    }else{
       while(member->next!=NULL){
            member=member->next;
       }
       member->next = newTask;

    }
    pool->busywork++;

    //任务已经被分配他需要运行的函数，可以发出信号让线程池中的任务运行
    pthread_cond_signal(&pool->newTask);

    pthread_mutex_unlock(&pool->taskLock);


}

//线程池的初始化 
void pool_init(){
    pool = malloc(sizeof(ThreadPool));
    //两种锁的动态初始化 
    pthread_mutex_init(&pool->taskLock,NULL);
    pthread_cond_init(&pool->newTask,NULL);
    pool->queue_head = NULL;
    pool->busywork=0;
    //创建i个线程，每个线程可以认为是一个任务，并使他们准备工作
    for(int i=0;i<POOL_NUM;i++){
        pthread_create(&pool->tid[i],NULL,workThread,NULL);
    }
}
//线程池的销毁 
void pool_destory(){
    Task *head;
    while(pool->queue_head!=NULL){
        head = pool->queue_head;
        pool->queue_head = pool->queue_head->next;
        free(head);
    }

    pthread_mutex_destroy(&pool->taskLock);
    pthread_cond_destroy(&pool->newTask);
    free(pool);

}
int main(){
   pool_init();
   sleep(20);
   for(int i=1;i<=20;i++){
       pool_add_task(i);

   }

   sleep(5);
   pool_destory();

}