title: C线程池
categories:
- [C++]
tags: - [编程语言]
date: 2021/06/28
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C线程池
1、筹备工作
查看线程相干接口函数：
线程创立
int pthread_create(pthread_t thread, const pthread_attr_t attr,void (start_routine) (void ), void arg);
参数阐明：
1.参数thread指向寄存新创建线程的线程ID的地址
2.attr参数用于定制各种不同的线程属性，暂能够把它设置为NULL，以创立默认属性的线程。
3.start_routine是个函数指针，该函数返回类型是void，同时形式参数也是void。新创建的线程从start_routine函数的地址开始运行。该函数只有一个无类型指针参数arg.如果须要向start_routine函数传递的参数不止一个，那么须要把这些参数放到一个构造中，而后把这个构造的地址作为arg参数传入。
返回值：
线程创立胜利返回0，失败返回其余数值
线程退出
void pthread_exit(void *retval);
参数阐明：
retval是一个无类型指针，过程中的其余线程能够通过调用pthread_join函数拜访到这个指针。
线程期待
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
参数阐明：
调用这个函数的线程将始终阻塞，直到指定的线程调用pthread_exit. 如果对线程的返回值不感兴趣，能够把retval置为NULL。在这种状况下，调用pthread_join函数将期待指定的线程终止，但并不取得线程的终止状态。
线程勾销
int pthread_cancel(pthread_t thread)；
参数阐明：
thread为线程的id
设置线程的cancle信号
int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate) ；
PTHREAD_CANCEL_ENABLE：线程可勾销。这是所有新线程的默认勾销状态，包含初始线程。线程的可勾销类型决定了可勾销线程何时响应勾销申请。
PTHREAD_CANCEL_DISABLE：线程不可勾销。如果收到一个勾销申请，它将被阻塞，直到可勾销启用。
清理线程
void pthread_cleanup_push(void (*rtn)(void *), void *arg);
参数阐明：
void(*rtn)(void *):线程清理函数
arg传递的参数
激活所有期待线程
pthread_cond_broadcast(pthread_cond_t *cond);
查看互斥锁相干接口函数：
创立互斥锁
int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t restrict mutex,const pthread_mutexattr_t restrict attr);
参数阐明：
1.在应用互斥锁前，须要定义互斥锁(全局变量)，定义互斥锁对象模式为：pthread_mutex_t lock;
2.mutex 是个指针，指向须要初始化的互斥锁；
3.参数attr指定了新建互斥锁的属性。如果参数attr为NULL，则应用默认的互斥锁属性，默认属性为疾速互斥锁 。
销毁互斥锁
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);
参数阐明:
mutex为须要销毁的互斥锁；
上互斥锁
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);
参数阐明:
mutex为须要加锁的互斥锁；
解互斥锁
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mute);
参数阐明:
mutex为须要解锁的互斥锁；
查看条件变量相干接口函数：
条件变量是利用线程间共享的全局变量进行同步的一种机制，次要包含两个动作：一个线程期待"条件变量的条件成立"而挂起；另一个线程使"条件成立"（给出条件成立信号）。为了避免竞争，条件变量的应用总是和一个互斥锁联合在一起。
初始化条件变量
int pthread_cond_init(pthread_cond_t cond, pthread_condattr_t cond_attr)；
参数阐明:
1.cond为初始化的条件变量，是一个指向构造pthread_cond_t的指针；
2.cond_attr为cond_attr是一个指向构造pthread_condattr_t的指针；
销毁条件变量
int pthread_cond_destroy(pthread_cond_t *cond)；
参数阐明:
cond为销毁的条件变量；
期待条件变量成立
int pthread_cond_wait(pthread_cond_t cond, pthread_mutex_t mutex)
激活一个期待该条件变量的线程
int pthread_cond_signal(pthread_cond_t *__cond);
存在多个期待线程时按入队程序激活其中一个
2、创立数据结构
工作构造体
struct task{ void *(*task)(void *arg); /* 工作须要执行的函数 */ void *arg; /* 执行函数的参数 */ struct task *next; /* 下一个工作的地址 */};线程池构造体
typedef struct thread_pool{ pthread_mutex_t lock; pthread_cond_t cond; struct task *task_list; /*链表构造，线程池中所有期待工作*/ pthread_t *tids; /*寄存线程id的指针*/ unsigned waiting_tasks; /*以后期待的工作数*/ unsigned active_threads;/*线程池中线程数目*/ bool shutdown; /*是否销毁线程池*/}thread_pool;3、线程池函数
初始化线程池
/* * @description: 初始化线程池 * @param {thread_pool*} pool:线程池构造体指针 {unsigned int} max_thread_num: 创立几个线程 * @return: false 失败 true 胜利 */bool init_pool(thread_pool *pool, unsigned int threads_number){ pthread_mutex_init(&pool->lock, NULL); /*初始化线程锁*/ pthread_cond_init(&pool->cond, NULL); /*初始化条件变量*/ pool->shutdown = false; pool->task_list = malloc(sizeof(struct task)); pool->tids = malloc(sizeof(pthread_t) * MAX_ACTIVE_THREADS); if(pool->task_list == NULL || pool->tids == NULL) { perror("allocate memory error"); return false; } pool->task_list->next = NULL; pool->waiting_tasks = 0; pool->active_threads = threads_number; int i; for(i=0; i<pool->active_threads; i++) { if(pthread_create(&((pool->tids)[i]), NULL, routine, (void *)pool) != 0) { perror("create threads error"); return false; } } return true;}向线程池增加工作
/* * @description: 向线程池增加工作 * @param {thread_pool*} pool:线程池构造体指针 {void *(void *arg)} (*task): 线程的回调函数 {void *} arg: 传入的参数 * @return: false 失败 true 胜利 */bool add_task(thread_pool *pool, void *(*task)(void *arg), void *arg){ struct task *new_task = malloc(sizeof(struct task)); if(new_task == NULL) { perror("allocate memory error"); return false; } new_task->task = task; new_task->arg = arg; new_task->next = NULL; pthread_mutex_lock(&pool->lock); if(pool->waiting_tasks >= MAX_WAITING_TASKS) { pthread_mutex_unlock(&pool->lock); fprintf(stderr, "too many tasks.\n"); free(new_task); return false; } struct task *tmp = pool->task_list; while(tmp->next != NULL) tmp = tmp->next; tmp->next = new_task; pool->waiting_tasks++; pthread_mutex_unlock(&pool->lock); pthread_cond_signal(&pool->cond); return true;}向线程池增加线程
/* * @description: 向线程池增加线程 * @param {thread_pool*} pool:线程池构造体指针 {unsigned int} additional_threads: 增加的线程数 * @return: 返回胜利的线程数 */int add_thread(thread_pool *pool, unsigned int additional_threads){ if(additional_threads == 0) return 0; unsigned int total_threads = pool->active_threads + additional_threads; int i, actual_increment = 0; for(i = pool->active_threads; i < total_threads && i < MAX_ACTIVE_THREADS; i++) { if(pthread_create(&((pool->tids)[i]), NULL, routine, (void *)pool) != 0) { perror("add threads error"); if(actual_increment == 0) return -1; break; } actual_increment++; } pool->active_threads += actual_increment; return actual_increment;}线程的回调处理函数
/* * @description: 回调处理函数 * @param {void *} arg: 传入的参数 * @return: 无 */void handler(void *arg){ pthread_mutex_unlock((pthread_mutex_t *)arg);}/* * @description: 线程的回调处理函数 * @param {void *} arg: 传入的参数 * @return: 无 */void *routine(void *arg){ thread_pool *pool = (thread_pool *)arg; struct task *p; while(1) { pthread_cleanup_push(handler, (void *)&pool->lock); pthread_mutex_lock(&pool->lock); while(pool->waiting_tasks == 0 && !pool->shutdown) { pthread_cond_wait(&pool->cond, &pool->lock); } if(pool->waiting_tasks == 0 && pool->shutdown == true) { pthread_mutex_unlock(&pool->lock); pthread_exit(NULL); } p = pool->task_list->next; pool->task_list->next = p->next; pool->waiting_tasks--; pthread_mutex_unlock(&pool->lock); pthread_cleanup_pop(0); pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_DISABLE, NULL); (p->task)(p->arg); pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE, NULL); free(p); } pthread_exit(NULL);}线程池里勾销线程
/* * @description: 线程池里勾销线程 * @param {thread_pool*} pool:线程池构造体指针 {nsigned int} removing_threads: 勾销的线程数 * @return: 失败返回-1 */int remove_thread(thread_pool *pool, unsigned int removing_threads){ if(removing_threads == 0) return pool->active_threads; int remain_threads = pool->active_threads - removing_threads; remain_threads = remain_threads>0 ? remain_threads:1; int i; for(i=pool->active_threads-1; i>remain_threads-1; i--) { errno = pthread_cancel(pool->tids[i]); if(errno != 0) break; } if(i == pool->active_threads-1) return -1; else { pool->active_threads = i+1; return i+1; }}销毁线程池
/* * @description: 销毁线程池 * @param {thread_pool*} pool:线程池构造体指针 * @return: 胜利返回true */bool destroy_pool(thread_pool *pool){ pool->shutdown = true; pthread_cond_broadcast(&pool->cond); int i; for(i=0; i<pool->active_threads; i++) { errno = pthread_join(pool->tids[i], NULL); if(errno != 0) { printf("join tids[%d] error: %s\n", i, strerror(errno)); } else printf("[%u] is joined\n", (unsigned)pool->tids[i]); } free(pool->task_list); free(pool->tids); free(pool); return true;}4、残缺代码
因为篇幅较长就不贴出来 代码放百度云，须要的在微信公众号回复【线程】即可获取链接下载
应用：Linux下进入文件夹执行make生成可执行文件test执行即可
如果你感觉文章还不错，能够给个"三连"
我是加班猿，咱们下期见