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分类:

2012-06-14 16:02:51

原文地址:线程池 作者:embededgood

线程池:简单地说,线程池 就是预先创建好一批线程,方便、快速地处理收到的业务。比起传统的到来一个任务,即时创建一个线程来处理,节省了线程的创建和回收的开销,响应更快,效率更高。

 

在linux中,使用的是posix线程库,首先介绍几个常用的函数:

1 线程的创建和取消函数

pthread_create

创建线程

pthread_join

合并线程

pthread_cancel

取消线程

2 线程同步函数

pthread_mutex_lock

pthread_mutex_unlock

pthread_cond_signal

pthread_cond_wait

 

关于函数的详细说明,参考man手册

 

线程池的实现:

线程池的实现主要分为三部分,线程的创建、添加任务到线程池中、工作线程从任务队列中取出任务进行处理。

主要有两个类来实现,CTask,CThreadPool

/**
执行任务的类,设置任务数据并执行
**/

C代码 复制代码
  1. class CTask   
  2. {   
  3. protected:   
  4.  string m_strTaskName;  //任务的名称   
  5.  void* m_ptrData;       //要执行的任务的具体数据   
  6. public:   
  7.  CTask(){}   
  8.  CTask(string taskName)   
  9.  {   
  10.   this->m_strTaskName = taskName;   
  11.   m_ptrData = NULL;   
  12.  }   
  13.  virtual int Run()= 0;   
  14.  void SetData(void* data);    //设置任务数据   
  15. };  

 

任务类是个虚类,所有的任务要从CTask类中继承 ,实现run接口,run接口中需要实现的就是具体解析任务的逻辑。m_ptrData是指向任务数据的指针,可以是简单数据类型,也可以是自定义的复杂数据类型。

 

线程池类

/**
线程池
**/

Java代码 复制代码
  1. class CThreadPool   
  2. {   
  3. private:   
  4.  vector m_vecTaskList;         //任务列表   
  5.  int m_iThreadNum;                            //线程池中启动的线程数              
  6.  static vector m_vecIdleThread;   //当前空闲的线程集合   
  7.  static vector m_vecBusyThread;   //当前正在执行的线程集合   
  8.  static pthread_mutex_t m_pthreadMutex;    //线程同步锁   
  9.  static pthread_cond_t m_pthreadCond;    //线程同步的条件变量   
  10. protected:   
  11.  static void* ThreadFunc(void * threadData); //新线程的线程函数   
  12.  static int MoveToIdle(pthread_t tid);   //线程执行结束后,把自己放入到空闲线程中   
  13.  static int MoveToBusy(pthread_t tid);   //移入到忙碌线程中去   
  14.  int Create();          //创建所有的线程   
  15. public:   
  16.  CThreadPool(int threadNum);   
  17.  int AddTask(CTask *task);      //把任务添加到线程池中   
  18.  int StopAll();   
  19. };  

 

当线程池对象创建后,启动一批线程,并把所有的线程放入空闲列表中,当有任务到达时,某一个线程取出任务并进行处理。

线程之间的同步用线程锁和条件变量。

这个类的对外接口有两个:

AddTask函数把任务添加到线程池的任务列表中,并通知线程进行处理。当任务到到时,把任务放入m_vecTaskList任务列表中,并用pthread_cond_signal唤醒一个线程进行处理。

StopAll函数停止所有的线程

 

Cpp代码 复制代码
  1. ************************************************   
  2.   
  3. 代码:   
  4.   
  5. ××××××××××××××××××××CThread.h   
  6.   
  7.     
  8.   
  9. #ifndef __CTHREAD   
  10. #define __CTHREAD   
  11. #include    
  12. #include    
  13. #include    
  14.   
  15. using namespace std;   
  16.   
  17. /**  
  18. 执行任务的类,设置任务数据并执行  
  19. **/  
  20. class CTask   
  21. {   
  22. protected:   
  23.  string m_strTaskName;  //任务的名称   
  24.  void* m_ptrData;       //要执行的任务的具体数据   
  25. public:   
  26.  CTask(){}   
  27.  CTask(string taskName)   
  28.  {   
  29.   this->m_strTaskName = taskName;   
  30.   m_ptrData = NULL;   
  31.  }   
  32.  virtual int Run()= 0;   
  33.  void SetData(void* data);    //设置任务数据   
  34. };   
  35.   
  36. /**  
  37. 线程池  
  38. **/  
  39. class CThreadPool   
  40. {   
  41. private:   
  42.  vector m_vecTaskList;         //任务列表   
  43.  int m_iThreadNum;                            //线程池中启动的线程数              
  44.  static vector m_vecIdleThread;   //当前空闲的线程集合   
  45.  static vector m_vecBusyThread;   //当前正在执行的线程集合   
  46.  static pthread_mutex_t m_pthreadMutex;    //线程同步锁   
  47.  static pthread_cond_t m_pthreadCond;    //线程同步的条件变量   
  48. protected:   
  49.  static void* ThreadFunc(void * threadData); //新线程的线程函数   
  50.  static int MoveToIdle(pthread_t tid);   //线程执行结束后,把自己放入到空闲线程中   
  51.  static int MoveToBusy(pthread_t tid);   //移入到忙碌线程中去   
  52.  int Create();          //创建所有的线程   
  53. public:   
  54.  CThreadPool(int threadNum);   
  55.  int AddTask(CTask *task);      //把任务添加到线程池中   
  56.  int StopAll();   
  57. };   
  58.   
  59. #endif   
  60.   
  61.     
  62.   
  63.     
  64.   
  65.     
  66.   
  67. 类的实现为:   
  68.   
  69. ××××××××××××××××××××CThread.cpp   
  70.   
  71.     
  72.   
  73. #include "CThread.h"   
  74. #include    
  75. #include    
  76.   
  77. using namespace std;   
  78.   
  79. void CTask::SetData(void * data)   
  80. {   
  81.  m_ptrData = data;   
  82. }   
  83.   
  84. vector CThreadPool::m_vecBusyThread;   
  85. vector CThreadPool::m_vecIdleThread;   
  86. pthread_mutex_t CThreadPool::m_pthreadMutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;   
  87. pthread_cond_t CThreadPool::m_pthreadCond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;   
  88.   
  89. CThreadPool::CThreadPool(int threadNum)   
  90. {   
  91.  this->m_iThreadNum = threadNum;   
  92.  Create();   
  93. }   
  94. int CThreadPool::MoveToIdle(pthread_t tid)   
  95. {   
  96.  vector::iterator busyIter = m_vecBusyThread.begin();   
  97.  while(busyIter != m_vecBusyThread.end())   
  98.  {   
  99.   if(tid == *busyIter)   
  100.   {   
  101.    break;   
  102.   }   
  103.   busyIter++;   
  104.  }   
  105.  m_vecBusyThread.erase(busyIter);   
  106.  m_vecIdleThread.push_back(tid);   
  107.  return 0;   
  108. }   
  109.   
  110. int CThreadPool::MoveToBusy(pthread_t tid)   
  111. {   
  112.  vector::iterator idleIter = m_vecIdleThread.begin();   
  113.  while(idleIter != m_vecIdleThread.end())   
  114.  {   
  115.   if(tid == *idleIter)   
  116.   {   
  117.    break;   
  118.   }   
  119.   idleIter++;   
  120.  }   
  121.  m_vecIdleThread.erase(idleIter);   
  122.  m_vecBusyThread.push_back(tid);   
  123.  return 0;   
  124. }   
  125. void* CThreadPool::ThreadFunc(void * threadData)   
  126. {   
  127.  pthread_t tid = pthread_self();   
  128.  while(1)   
  129.  {   
  130.   pthread_mutex_lock(&m_pthreadMutex);   
  131.   pthread_cond_wait(&m_pthreadCond,&m_pthreadMutex);   
  132.   cout << "tid:" << tid << " run" << endl;   
  133.   //get task   
  134.   vector* taskList = (vector*)threadData;   
  135.   vector::iterator iter = taskList->begin();   
  136.   while(iter != taskList->end())   
  137.   {   
  138.       
  139.    MoveToBusy(tid);   
  140.    break;   
  141.   }   
  142.   CTask* task = *iter;   
  143.   taskList->erase(iter);   
  144.   pthread_mutex_unlock(&m_pthreadMutex);   
  145.   cout << "idel thread number:" << CThreadPool::m_vecIdleThread.size() << endl;   
  146.   cout << "busy thread number:" << CThreadPool::m_vecBusyThread.size() << endl;   
  147.   //cout << "task to be run:" << taskList->size() << endl;   
  148.   task->Run();   
  149.      
  150.   //cout << "CThread::thread work" << endl;   
  151.   cout << "tid:" << tid << " idle" << endl;   
  152.      
  153.  }   
  154.  return (void*)0;   
  155. }   
  156.   
  157. int CThreadPool::AddTask(CTask *task)   
  158. {   
  159.  this->m_vecTaskList.push_back(task);   
  160.  pthread_cond_signal(&m_pthreadCond);   
  161.  return 0;   
  162. }   
  163. int CThreadPool::Create()   
  164. {   
  165.  for(int i = 0; i < m_iThreadNum;i++)   
  166.  {   
  167.   pthread_t tid = 0;   
  168.   pthread_create(&tid,NULL,ThreadFunc,&m_vecTaskList);   
  169.   m_vecIdleThread.push_back(tid);   
  170.  }   
  171.  return 0;   
  172. }   
  173.   
  174. int CThreadPool::StopAll()   
  175. {   
  176.  vector::iterator iter = m_vecIdleThread.begin();   
  177.  while(iter != m_vecIdleThread.end())   
  178.  {   
  179.   pthread_cancel(*iter);   
  180.   pthread_join(*iter,NULL);   
  181.   iter++;   
  182.  }   
  183.   
  184.  iter = m_vecBusyThread.begin();   
  185.  while(iter != m_vecBusyThread.end())   
  186.  {   
  187.   pthread_cancel(*iter);   
  188.   pthread_join(*iter,NULL);   
  189.   iter++;   
  190.  }   
  191.     
  192.  return 0;   
  193. }   
  194.   
  195. 简单示例:   
  196.   
  197. ××××××××test.cpp   
  198.   
  199. #include "CThread.h"   
  200. #include    
  201.   
  202. using namespace std;   
  203.   
  204. class CWorkTask: public CTask   
  205. {   
  206. public:   
  207.  CWorkTask()   
  208.  {}   
  209.  int Run()   
  210.  {   
  211.   cout << (char*)this->m_ptrData << endl;   
  212.   sleep(10);   
  213.   return 0;   
  214.  }   
  215. };   
  216. int main()   
  217. {   
  218.  CWorkTask taskObj;   
  219.  char szTmp[] = "this is the first thread running,haha success";   
  220.  taskObj.SetData((void*)szTmp);   
  221.  CThreadPool threadPool(10);   
  222.  for(int i = 0;i < 11;i++)   
  223.  {   
  224.   threadPool.AddTask(&taskObj);   
  225.  }   
  226.  while(1)   
  227.  {   
  228.   sleep(120);   
  229.  }   
  230.  return 0;   
  231. }  
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