嵌入式开发第31、32天（项目2:用线程池实现大批量复制文件）

项目目标

1）在控制台调用程序输入 源文件 和目标文件，实现文件的完美复制。

2）即把文件的属性也复制了。

3）把批量的复制工作交给线程池去运行，体现多线程的效率。

4）在学会使用线程池的同时，了解线程池的运作机制，并且能够为我所用。

项目框架

1.      创建若干线程，置入线程池

2.      任务达到时，从线程池取空闲线程

3.      取得了空闲线程，立即进行任务处理

4.      否则新建一个线程，并置入线程池，执行3

5.      如果创建失败或者线程池已满，根据设计策略选择返回错误或将任务置入处理队列，等待处理

6.      销毁线程池

项目感想

1：做项目真的能够很好的巩固自己所学的东西

2：刚开始学习的线程池的时候真的学习的非常辛苦

3：里面的各种互斥，多线程并行工作的逻辑方式，真是抽象的不得了。

4：在做一两条线程的时候，你能很好的理清他们的运行方向，当你做到线程池的时候，成倍的难度增。可当你完成的时候你又能无比的了解他的运行方式。

5：虽然项目是实现出来了，复制的速度也确实比原来快个几秒，但这个项目并不能很好的体现出线程池的威力，这是我的个人感觉

6：其实选择用线程池实现复制功能，是因为 （电脑里面的文件） 能够给我带来大量的任务~而不是我自己去一个个的添加这些任务。

7：做这个项目，线程的另外一个很强大的功能没有体现，就是他的框架，线程池是可以添加各种各样的任务，而我为了嫌麻烦并没有搞，所以挖个坑，看以后有没有机会加上去。

项目代码

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <pthread.h>#include <strings.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <dirent.h>#include <stdbool.h>#include <string.h>#include <errno.h>#define MAX_WAITING_TASKS1000  //等待任务最大数目#define MAX_ACTIVE_THREADS200  //最大线程数struct task//任务链表{void *(*task)(void *arg);//void *  能够放置任何格式，只要在调用时强制转换void *arg;struct task *next;};typedef struct thread_pool//线程池 其实就是一个线程的结构体{pthread_mutex_t lock;//互斥锁pthread_cond_t  cond;//条件变量  跟互斥锁是搭配使用struct task *task_list;//一个任务节点pthread_t *tids;//线程属性变量unsigned waiting_tasks;//等待任务unsigned active_threads;//执行线程bool shutdown;//一个线程池销毁开关}thread_pool; struct file//一个结构体 存放文件路径 和  复制后路径的{char srcfile[4096];char dstfile[4096];};bool add_task(thread_pool *pool,void *(*task)(void *arg), void *arg);void *copyregfile(void * arg)//复制文件函数 参数是文件结构体{struct file *dofile = (struct file *)arg; //强制转换 赋值给文件结构体//printf("srcfile=%s\n",dofile->srcfile);//查看 信息是否正确//printf("dstfile =%s\n",dofile->dstfile );struct stat file_stat;//这个结构体来自#include <sys/stat.h>//里面存放着一个文件的属性/*struct stat {    dev_t         st_dev;       //文件的设备编号    ino_t         st_ino;       //节点    mode_t        st_mode;      //文件的类型和存取的权限    nlink_t       st_nlink;     //连到该文件的硬连接数目，刚建立的文件值为1    uid_t         st_uid;       //用户ID    gid_t         st_gid;       //组ID    dev_t         st_rdev;      //(设备类型)若此文件为设备文件，则为其设备编号    off_t         st_size;      //文件字节数(文件大小)    unsigned long st_blksize;   //块大小(文件系统的I/O 缓冲区大小)    unsigned long st_blocks;    //块数    time_t        st_atime;     //最后一次访问时间    time_t        st_mtime;     //最后一次修改时间    time_t        st_ctime;     //最后一次改变时间(指属性)};*/stat(dofile->srcfile, &file_stat);//通过文件名 获取文件的属性把他存放到结构体里面int srcfd,dstfd;srcfd = open(dofile->srcfile,O_RDONLY);//用只读的方式打开源文件if(srcfd == -1 ){printf("open file %s\n failed.\n",dofile->srcfile);return NULL;}dstfd = open(dofile->dstfile,O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR,file_stat.st_mode);//以源文件的类型和权限创建文件//st_mode存放的东西看下面*1*if( dstfd == -1){printf("open file %s failed.\n",dofile->dstfile);return NULL;}int nread;char buf[100];while((nread = read(srcfd,buf,100)) > 0)  //读取源文件的内容{if( write(dstfd,buf,nread) == -1)  //把读到的全部写进目标文件{break;}}close(srcfd);close(dstfd);return NULL;}//拷贝目录,成功返回0.失败返回-1int copydir( struct file *dofile,thread_pool *pool){struct stat file_stat;stat(dofile->srcfile,&file_stat); //获取文件的属性mkdir(dofile->dstfile,file_stat.st_mode); //以源目录的类型和目录来创建一个目录DIR *srcdir = opendir(dofile->srcfile); //打开源目录struct dirent *dp;while( (dp = readdir(srcdir))!=NULL )    //获取文件夹内文件的信息{if(dp->d_name[0] == '.') //如果文件为. 或者 .. 则跳过{ continue;}//对本目录下的所有文件进行拷贝操作struct file *tmpfile = malloc(sizeof(struct file)); //为文件结构体开辟内存空间memset(tmpfile,0,sizeof(struct file));//对内存清零 sprintf(tmpfile->srcfile,"%s/%s",dofile->srcfile,dp->d_name);//拼凑源文件路径sprintf(tmpfile->dstfile,"%s/%s",dofile->dstfile,dp->d_name);//拼凑目标文件路径struct stat tmpstat;stat(tmpfile->srcfile,&tmpstat);     if(S_ISREG(tmpstat.st_mode))//如果为普通文件,则拷贝{printf("srcfile = %s\n",tmpfile->srcfile);printf("tmpfile->dstfile = %s\n", tmpfile->dstfile);add_task( pool, copyregfile, tmpfile);//把复制的任务丢到任务链表}else if(S_ISDIR(tmpstat.st_mode))//如果为目录，则递归{copydir(tmpfile,pool);}}return 0;}void handler(void *arg)//防止死锁 上一个博客有细讲{ pthread_mutex_unlock((pthread_mutex_t *)arg);}void *routine(void *arg)//线程的调用的任务{thread_pool *pool = (thread_pool *)arg;//强制格式转换 复制给 线程池 //其实线程池说白了  就是名人的影分身~ struct task *p;//任务节点~while(1){pthread_cleanup_push(handler, (void *)&pool->lock);//预防死锁的机制 上个博客有讲pthread_mutex_lock(&pool->lock);//互斥锁~ 上锁 while(pool->waiting_tasks == 0 && !pool->shutdown)//判断有没任务，没有就睡眠~{pthread_cond_wait(&pool->cond, &pool->lock); //等待一个唤醒的信号}if(pool->waiting_tasks == 0 && pool->shutdown == true)//判断是不是要关闭线程{pthread_mutex_unlock(&pool->lock);//解锁pthread_exit(NULL);//退出线程}p = pool->task_list->next;//从线程池中的任务链表里拿一个任务赋值给Ppool->task_list->next = p->next;//然后让原来的任务节点脱离链表 pool->waiting_tasks--;//简单的来说就是 从链表里提取了一个任务。拿了以后，链表也就没了这个任务pthread_mutex_unlock(&pool->lock);pthread_cleanup_pop(0);pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_DISABLE, NULL); //强制性的阻塞 任何的取消(p->task)(p->arg);//这就是一个函数//他运行的是add_task( pool, copyregfile, tmpfile);//传过来的参数 //p->task 等于copyregfile//p->arg 等于  tmpfile//想一下为啥p突然有值了~ 这个逻辑很关键 pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE, NULL);//关闭强制阻塞free(p->arg);//释放在检索目录时 在内存开辟的空间free(p);//释放掉完成任务的节点}pthread_exit(NULL);}bool init_pool(thread_pool *pool, unsigned int threads_number)//初始化线程池{pthread_mutex_init(&pool->lock, NULL);pthread_cond_init(&pool->cond, NULL);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;}bool add_task(thread_pool *pool, void *(*task)(void *arg) , void *arg)//添加任务{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);//唤醒一个休眠的线程return true;}int add_thread(thread_pool *pool, unsigned additional_threads)//添加线程{if(additional_threads == 0)return 0;unsigned 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;}int remove_thread(thread_pool *pool, unsigned int removing_threads) //删除线程{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;}}bool destroy_pool(thread_pool *pool)//摧毁线程池{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));}elseprintf("[%u] is joined\n", (unsigned)pool->tids[i]);}free(pool->task_list);free(pool->tids);free(pool);return true;}void *count_time(void *arg)//写的一个计算时间的线程。。{//后来发现 在运行时加入 time 这个命令，系统会自动算时间int i = 0;while(1){sleep(1);printf("sec: %d\n", ++i);}}int main(int argc,char *argv[]){if(argc != 3){printf("Please run : ./%s xxx yyy\n",argv[0]);return -1;}//计算运行时间//pthread_t a;//pthread_create(&a, NULL, count_time, NULL);//初始化池thread_pool *pool = malloc(sizeof(thread_pool));init_pool(pool,100);struct file dofile;strcpy(dofile.srcfile,argv[1]);strcpy(dofile.dstfile,argv[2]);struct stat srcstat;stat(dofile.srcfile,&srcstat);if(S_ISREG(srcstat.st_mode))//如果为普通文件,则拷贝{copyregfile(&dofile);}else if(S_ISDIR(srcstat.st_mode))//如果为目录，则递归{copydir(&dofile,pool);}destroy_pool(pool);return 0;}/*     --------*1*---------先前所描述的st_mode 则定义了下列数种情况：    S_IFMT   0170000    文件类型的位遮罩    S_IFSOCK 0140000    scoket    S_IFLNK 0120000     符号连接    S_IFREG 0100000     一般文件    S_IFBLK 0060000     区块装置    S_IFDIR 0040000     目录    S_IFCHR 0020000     字符装置    S_IFIFO 0010000     先进先出    S_ISUID 04000     文件的(set user-id on execution)位    S_ISGID 02000     文件的(set group-id on execution)位    S_ISVTX 01000     文件的sticky位    S_IRUSR(S_IREAD) 00400     文件所有者具可读取权限    S_IWUSR(S_IWRITE)00200     文件所有者具可写入权限    S_IXUSR(S_IEXEC) 00100     文件所有者具可执行权限    S_IRGRP 00040             用户组具可读取权限    S_IWGRP 00020             用户组具可写入权限    S_IXGRP 00010             用户组具可执行权限    S_IROTH 00004             其他用户具可读取权限    S_IWOTH 00002             其他用户具可写入权限    S_IXOTH 00001             其他用户具可执行权限*/