多线程---线程池

线程池:

* 一种线程使用模式。线程过多会带来调度开销，进而影响缓存局部性和整体性能。而线程池维护着多个线程，等待着

监督管理者分配可并发执行的任务。这避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代价。线程池不仅能够保证内核的充分利

用，还能防止过分调度。可用线程数量应该取决于可用的并发处理器、处理器内核、内存、网络sockets等的数量。

* 线程池的应用场景：

* 1. 需要大量的线程来完成任务，且完成任务的时间比较短。 WEB服务器完成网页请求这样的任务，使用线程池技

术是非常合适的。因为单个任务小，而任务数量巨大，你可以想象一个热门网站的点击次数。 但对于长时间的任务，比如一个

Telnet连接请求，线程池的优点就不明显了。因为Telnet会话时间比线程的创建时间大多了。

* 2. 对性能要求苛刻的应用，比如要求服务器迅速响应客户请求。

* 3. 接受突发性的大量请求，但不至于使服务器因此产生大量线程的应用。突发性大量客户请求，在没有线程池情

况下，将产生大量线程，虽然理论上大部分操作系统线程数目最大值不是问题，短时间内产生大量线程可能使内存到达极限，

出现错误.

* 线程池的种类：

* 线程池示例：

* 1. 创建固定数量线程池，循环从任务队列中获取任务对象，

* 2. 获取到任务对象后，执行任务对象中的任务接口

  讲线程池我们先讲一下内存池，池的本质都是为了提高效率，如下图：

可以看出如果我们频繁的申请空间，是非常耗时的，STL容器中就有 内存池，不比每次申请空间都向操作系统要，创建一个内存池，提升效率。线程池如下图：

 pthread_pool.hpp

#include<iostream>
#include<queue>
#include<pthread.h>

namespace ns_threadpool
{
    template<class T>
    class PthreadPool
    {
        public:
        PthreadPool(int num = 5)
            :_num(num)
        {
            pthread_mutex_init(&_mutex,nullptr);
            pthread_cond_init(&_cond,nullptr);
        }
        static void* Rountine(void *args)   //因为在类中所以必须要是静态成员，因为有this指针
        {
            pthread_detach(pthread_self());
            PthreadPool<T> *q = (PthreadPool<T> *)args;
            for(;;)
            {
                q->Lock();
                while(q->IsEmpty())
                {
                    q->Wait();
                }
                T t;
                q->PopTask(&t);
                q->Unlock();

                t();

            }
        }
        void InitPthreadPool()
        {
            pthread_t tid;
            for(size_t i = 0; i< _num; ++i)
            {
                pthread_create(&tid,nullptr,Rountine,(void*)this);  
            }
        }
        void PushTask(const T& in)
        {
            Lock();
            _task_queue.push(in);
            Unlock();

            WackUp();
        }
        ~PthreadPool()
        {
            pthread_mutex_destroy(&_mutex);
            pthread_cond_destroy(&_cond);
        }
        private:
        void Lock()
        {
            pthread_mutex_lock(&_mutex);
        }
        void Unlock()
        {
            pthread_mutex_unlock(&_mutex);
        }
        void PopTask(T* out)
        {
            *out = _task_queue.front();
            _task_queue.pop();
           
        }
        bool IsEmpty()
        {
            return _task_queue.empty();
        }
        void Wait()
        {
            pthread_cond_wait(&_cond,&_mutex);
        }
        void WackUp()
        {
            pthread_cond_signal(&_cond);
        }
        private:
        std::queue<T> _task_queue;
        int _num;
        pthread_mutex_t _mutex;
        pthread_cond_t _cond;
    };
}

 main.cpp

#include "thread_pool.hpp"
#include "Task.hpp"
#include<unistd.h>

#include <ctime>
#include <cstdlib>

using namespace ns_threadpool;
using namespace ns_task;

int main()
{
    //
    PthreadPool<Task> *tp = new PthreadPool<Task>(3);
    tp->InitPthreadPool();
    srand((long long)time(nullptr));
    while(true)
    {
        //sleep(1);

        //网络
        Task t(rand()%20+1, rand()%10+1, "+-*/%"[rand()%5]);
        tp->PushTask(t);
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

Task.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <pthread.h>

namespace ns_task
{
    class Task
    {
    private:
        int x_;
        int y_;
        char op_; //+/*/%
    public:
        // void (*callback)();
        Task() {}
        Task(int x, int y, char op) : x_(x), y_(y), op_(op)
        {
        }
        std::string Show()
        {
            std::string message = std::to_string(x_);
            message += op_;
            message += std::to_string(y_);
            message += "=?";
            return message;
        }
        int Run()
        {
            int res = 0;
            switch (op_)
            {
            case '+':
                res = x_ + y_;
                break;
            case '-':
                res = x_ - y_;
                break;
            case '*':
                res = x_ * y_;
                break;
            case '/':
                res = x_ / y_;
                break;
            case '%':
                res = x_ % y_;
                break;
            default:
                std::cout << "bug??" << std::endl;
                break;
            }
            std::cout << "当前任务正在被: " << pthread_self() << " 处理: " \
            << x_ << op_ << y_ << "=" << res << std::endl;
            return res;
        }
        int operator()()
        {
            return Run();
        }
        ~Task() {}
    };
}