Linux中断子系统（四）-Workqueue

原创

于 2025-03-17 08:14:59 发布 · 1k 阅读

30 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#linux #运维 #服务器

作者简介：大家好，我是码炫码哥，前中兴通讯、美团架构师，现任某互联网公司CTO，兼职码炫课堂主讲源码系列专题

代表作：《jdk源码&多线程&高并发》，《深入tomcat源码解析》，《深入netty源码解析》，《深入dubbo源码解析》，《深入springboot源码解析》，《深入spring源码解析》，《深入redis源码解析》等

联系qq：184480602，加我进群，大家一起学习，一起进步，一起对抗互联网寒冬。码炫课堂的个人空间-码炫码哥个人主页-面试，源码等

释放21集全网最深ConcurrentHashMap的vip视频，复现每一行源码

1. 概述

Workqueue工作队列是利用内核线程来异步执行工作任务的通用机制；
Workqueue工作队列可以用作中断处理的Bottom-half机制，利用进程上下文来执行中断处理中耗时的任务，因此它允许睡眠，而Softirq和Tasklet在处理任务时不能睡眠；

来一张概述图：

在中断处理过程中，或者其他子系统中，调用workqueue的调度或入队接口后，通过建立好的链接关系图逐级找到合适的worker，最终完成工作任务的执行；

2. 数据结构

2.1 总览

此处应有图：

先看看关键的数据结构：
1. work_struct：工作队列调度的最小单位，work item；
2. workqueue_struct：工作队列，work item都挂入到工作队列中；
3. worker：work item的处理者，每个worker对应一个内核线程；
4. worker_pool：worker池（内核线程池），是一个共享资源池，提供不同的worker来对work item进行处理；
5. pool_workqueue：充当桥梁纽带的作用，用于连接workqueue和worker_pool，建立链接关系；

下边看看细节吧：

2.2 work

struct work_struct用来描述work，初始化一个work并添加到工作队列后，将会将其传递到合适的内核线程来进行处理，它是用于调度的最小单位。

关键字段描述如下：

    struct work_struct {
    	atomic_long_t data;     //低比特存放状态位，高比特存放worker_pool的ID或者pool_workqueue的指针
    	struct list_head entry; //用于添加到其他队列上
    	work_func_t func;       //工作任务的处理函数，在内核线程中回调
    #ifdef CONFIG_LOCKDEP
    	struct lockdep_map lockdep_map;
    #endif
    };

图片说明下data字段：

2.3 workqueue

内核中工作队列分为两种：
1. bound：绑定处理器的工作队列，每个worker创建的内核线程绑定到特定的CPU上运行；
2. unbound：不绑定处理器的工作队列，创建的时候需要指定WQ_UNBOUND标志，内核线程可以在处理器间迁移；
内核默认创建了一些工作队列（用户也可以创建）：
1. system_mq：如果work item执行时间较短，使用本队列，调用schedule[_delayed]_work[_on]()接口就是添加到本队列中；
2. system_highpri_mq：高优先级工作队列，以nice值-20来运行；
3. system_long_wq：如果work item执行时间较长，使用本队列；
4. system_unbound_wq：该工作队列的内核线程不绑定到特定的处理器上；
5. system_freezable_wq：该工作队列用于在Suspend时可冻结的work item；
6. system_power_efficient_wq：该工作队列用于节能目的而选择牺牲性能的work item；
7. system_freezable_power_efficient_wq：该工作队列用于节能或Suspend时可冻结目的的work item；