看似不起波澜的日复一日一定会在某一天让你看见坚持的意义祝我们都能在鸡零狗碎里找到闪闪的快乐。

目录1.

线程过多会带来调度开销进而影响缓存局部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。

1.2

线程池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充分利用还能防止过分调度。

线程池中可用线程的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。

1.3

需要大量的线程来完成任务且完成任务的时间比较短。

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。

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。

相关解释:

像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。

对于长时间的任务比如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。

突发性大量客户请求在没有线程池的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但短时间内产生大量线程可能使内存到达极限出现错误。

1.4

下面我们实现一个简单的线程池线程池中提供了一个任务队列以及若干个线程多线程。

线程池中的多个线程负责从任务队列当中拿任务并将拿到的任务进行处理。

线程池对外提供一个Push接口用于让外部线程能够将任务Push到任务队列当中。

#pragma

LockQueue(){pthread_mutex_lock(_mutex);}void

UnLockQueue(){pthread_mutex_unlock(_mutex);}void

Wait(){pthread_cond_wait(_cond,

_mutex);}void

WakeUp(){pthread_cond_signal(_cond);}

num

_thread_num(num){pthread_mutex_init(_mutex,

nullptr);pthread_cond_init(_cond,

nullptr);}~ThreadPool(){pthread_mutex_destroy(_mutex);pthread_cond_destroy(_cond);}//线程池中线程的执行例程static

void*

arg){pthread_detach(pthread_self());ThreadPool*

self

(ThreadPool*)arg;//不断从任务队列获取任务进行处理while

(self-IsEmpty()){self-Wait();}T

task;self-Pop(task);self-UnLockQueue();task.Run();

//处理任务}}void

//注意参数传入this指针}}//往任务队列塞任务主线程调用void

Push(const

task){LockQueue();_task_queue.push(task);UnLockQueue();WakeUp();}//从任务队列获取任务线程池中的线程调用void

Pop(T

_task_queue.front();_task_queue.pop();}

private:std::queueT

线程池中的任务队列是会被多个执行流同时访问的临界资源因此我们需要引入互斥锁对任务队列进行保护。

线程池当中的线程要从任务队列里拿任务前提条件是任务队列中必须要有任务因此线程池当中的线程在拿任务之前需要先判断任务队列当中是否有任务若此时任务队列为空那么该线程应该进行等待直到任务队列中有任务时再将其唤醒因此我们需要引入条件变量。

当外部线程向任务队列中Push一个任务后此时可能有线程正处于等待状态因此在新增任务后需要唤醒在条件变量下等待的线程。

当某线程被唤醒时其可能是被异常或是伪唤醒或者是一些广播类的唤醒线程操作而导致所有线程被唤醒使得在被唤醒的若干线程中只有个别线程能拿到任务。

此时应该让被唤醒的线程再次判断是否满足被唤醒条件所以在判断任务队列是否为空时应该使用while进行判断而不是if。

pthread_cond_broadcast函数的作用是唤醒条件变量下的所有线程而外部可能只Push了一个任务我们却把全部在等待的线程都唤醒了此时这些线程就都会去任务队列获取任务但最终只有一个线程能得到任务。

一瞬间唤醒大量的线程可能会导致系统震荡这叫做惊群效应。

因此在唤醒线程时最好使用pthread_cond_signal函数唤醒正在等待的一个线程即可。

当线程从任务队列中拿到任务后该任务就已经属于当前线程了与其他线程已经没有关系了因此应该在解锁之后再进行处理任务而不是在解锁之前进行。

因为处理任务的过程可能会耗费一定的时间所以我们不要将其放到临界区当中。

如果将处理任务的过程放到临界区当中那么当某一线程从任务队列拿到任务后其他线程还需要等待该线程将任务处理完后才有机会进入临界区。

此时虽然是线程池但最终我们可能并没有让多线程并行的执行起来。

使用pthread_create函数创建线程时需要为创建的线程传入一个Routine执行例程该Routine只有一个参数类型为void的参数以及返回类型为void的返回值。

而此时Routine作为类的成员函数该函数的第一个参数是隐藏的this指针因此这里的Routine函数虽然看起来只有一个参数而实际上它有两个参数此时直接将该Routine函数作为创建线程时的执行例程是不行的无法通过编译。

静态成员函数属于类而不属于某个对象也就是说静态成员函数是没有隐藏的this指针的因此我们需要将Routine设置为静态方法此时Routine函数才真正只有一个参数类型为void*的参数。

但是在静态成员函数内部无法调用非静态成员函数而我们需要在Routine函数当中调用该类的某些非静态成员函数比如Pop。

因此我们需要在创建线程时向Routine函数传入的当前对象的this指针此时我们就能够通过该this指针在Routine函数内部调用非静态成员函数了。

我们将线程池进行了模板化因此线程池当中存储的任务类型可以是任意的但无论该任务是什么类型的在该任务类当中都必须包含一个Run方法当我们处理该类型的任务时只需调用该Run方法即可。

下面我们实现一个计算任务类

_op(op){}~Task(){}//处理任务的方法void

Run(){int

此时线程池内的线程不断从任务队列拿出任务进行处理而它们并不需要关心这些任务是哪来的它们只需要拿到任务后执行对应的Run方法即可。

主线程逻辑

主线程就负责不断向任务队列当中Push任务就行了此后线程池当中的线程会从任务队列当中获取到这些任务并进行处理。

#include

int)time(nullptr));ThreadPoolTask*

new

op[index]);tp-Push(task);}return