一个简单的linux线程池

来源：互联网发布：ubuntu启动项修改编辑：程序博客网时间：2024/06/06 19:19

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**/class CTask  {  protected:   string m_strTaskName;  //任务的名称   void* m_ptrData;       //要执行的任务的具体数据  public:   CTask(){}   CTask(string taskName)   {    this->m_strTaskName = taskName;    m_ptrData = NULL;   }   virtual int Run()= 0;   void SetData(void* data);    //设置任务数据  };

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**/class CThreadPool  {  private:   vector<CTask*> m_vecTaskList;         //任务列表   int m_iThreadNum;                            //线程池中启动的线程数              static vector<pthread_t> m_vecIdleThread;   //当前空闲的线程集合   static vector<pthread_t> m_vecBusyThread;   //当前正在执行的线程集合   static pthread_mutex_t m_pthreadMutex;    //线程同步锁   static pthread_cond_t m_pthreadCond;    //线程同步的条件变量  protected:   static void* ThreadFunc(void * threadData); //新线程的线程函数   static int MoveToIdle(pthread_t tid);   //线程执行结束后，把自己放入到空闲线程中   static int MoveToBusy(pthread_t tid);   //移入到忙碌线程中去   int Create();          //创建所有的线程  public:   CThreadPool(int threadNum);   int AddTask(CTask *task);      //把任务添加到线程池中   int StopAll();  };

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

************************************************    代码:    ××××××××××××××××××××CThread.h         #ifndef __CTHREAD  #define __CTHREAD  #include <vector>  #include <string>  #include <pthread.h>    using namespace std;    /** 执行任务的类，设置任务数据并执行 **/  class CTask  {  protected:   string m_strTaskName;  //任务的名称   void* m_ptrData;       //要执行的任务的具体数据  public:   CTask(){}   CTask(string taskName)   {    this->m_strTaskName = taskName;    m_ptrData = NULL;   }   virtual int Run()= 0;   void SetData(void* data);    //设置任务数据  };    /** 线程池 **/  class CThreadPool  {  private:   vector<CTask*> m_vecTaskList;         //任务列表   int m_iThreadNum;                            //线程池中启动的线程数              static vector<pthread_t> m_vecIdleThread;   //当前空闲的线程集合   static vector<pthread_t> m_vecBusyThread;   //当前正在执行的线程集合   static pthread_mutex_t m_pthreadMutex;    //线程同步锁   static pthread_cond_t m_pthreadCond;    //线程同步的条件变量  protected:   static void* ThreadFunc(void * threadData); //新线程的线程函数   static int MoveToIdle(pthread_t tid);   //线程执行结束后，把自己放入到空闲线程中   static int MoveToBusy(pthread_t tid);   //移入到忙碌线程中去   int Create();          //创建所有的线程  public:   CThreadPool(int threadNum);   int AddTask(CTask *task);      //把任务添加到线程池中   int StopAll();  };    #endif                   类的实现为：    ××××××××××××××××××××CThread.cpp         #include "CThread.h"  #include <string>  #include <iostream>    using namespace std;    void CTask::SetData(void * data)  {   m_ptrData = data;  }    vector<pthread_t> CThreadPool::m_vecBusyThread;  vector<pthread_t> CThreadPool::m_vecIdleThread;  pthread_mutex_t CThreadPool::m_pthreadMutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;  pthread_cond_t CThreadPool::m_pthreadCond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;    CThreadPool::CThreadPool(int threadNum)  {   this->m_iThreadNum = threadNum;   Create();  }  int CThreadPool::MoveToIdle(pthread_t tid)  {   vector<pthread_t>::iterator busyIter = m_vecBusyThread.begin();   while(busyIter != m_vecBusyThread.end())   {    if(tid == *busyIter)    {     break;    }    busyIter++;   }   m_vecBusyThread.erase(busyIter);   m_vecIdleThread.push_back(tid);   return 0;  }    int CThreadPool::MoveToBusy(pthread_t tid)  {   vector<pthread_t>::iterator idleIter = m_vecIdleThread.begin();   while(idleIter != m_vecIdleThread.end())   {    if(tid == *idleIter)    {     break;    }    idleIter++;   }   m_vecIdleThread.erase(idleIter);   m_vecBusyThread.push_back(tid);   return 0;  }  void* CThreadPool::ThreadFunc(void * threadData)  {   pthread_t tid = pthread_self();   while(1)   {    pthread_mutex_lock(&m_pthreadMutex);    pthread_cond_wait(&m_pthreadCond,&m_pthreadMutex);    cout << "tid:" << tid << " run" << endl;    //get task    vector<CTask*>* taskList = (vector<CTask*>*)threadData;    vector<CTask*>::iterator iter = taskList->begin();    while(iter != taskList->end())    {          MoveToBusy(tid);     break;    }    CTask* task = *iter;    taskList->erase(iter);    pthread_mutex_unlock(&m_pthreadMutex);    cout << "idel thread number:" << CThreadPool::m_vecIdleThread.size() << endl;    cout << "busy thread number:" << CThreadPool::m_vecBusyThread.size() << endl;    //cout << "task to be run:" << taskList->size() << endl;    task->Run();        //cout << "CThread::thread work" << endl;    cout << "tid:" << tid << " idle" << endl;       }   return (void*)0;  }    int CThreadPool::AddTask(CTask *task)  {   this->m_vecTaskList.push_back(task);   pthread_cond_signal(&m_pthreadCond);   return 0;  }  int CThreadPool::Create()  {   for(int i = 0; i < m_iThreadNum;i++)   {    pthread_t tid = 0;    pthread_create(&tid,NULL,ThreadFunc,&m_vecTaskList);    m_vecIdleThread.push_back(tid);   }   return 0;  }    int CThreadPool::StopAll()  {   vector<pthread_t>::iterator iter = m_vecIdleThread.begin();   while(iter != m_vecIdleThread.end())   {    pthread_cancel(*iter);    pthread_join(*iter,NULL);    iter++;   }     iter = m_vecBusyThread.begin();   while(iter != m_vecBusyThread.end())   {    pthread_cancel(*iter);    pthread_join(*iter,NULL);    iter++;   }      return 0;  }    简单示例：    ××××××××test.cpp    #include "CThread.h"  #include <iostream>    using namespace std;    class CWorkTask: public CTask  {  public:   CWorkTask()   {}   int Run()   {    cout << (char*)this->m_ptrData << endl;    sleep(10);    return 0;   }  };  int main()  {   CWorkTask taskObj;   char szTmp[] = "this is the first thread running,haha success";   taskObj.SetData((void*)szTmp);   CThreadPool threadPool(10);   for(int i = 0;i < 11;i++)   {    threadPool.AddTask(&taskObj);   }   while(1)   {    sleep(120);   }   return 0;  }