线程池是一种多线程处理的机制,它将一组线程预先创建好并且存放在池中,然后在需要执行任务时,将任务交给其中一个线程处理。使用线程池可以提高系统的效率,减少线程创建和销毁的开销,同时还可以避免创建过多的线程导致系统资源耗尽的问题。本文将介绍如何使用C语言实现一个简单的线程池。
线程池的基本组成部分包括线程池管理器、线程池和任务队列。线程池管理器用来创建线程池、添加任务、销毁线程池等操作。线程池用来存放多个线程,用于处理任务。任务队列用来存放待处理的任务。
首先,我们需要定义一个线程池结构体,包含线程池中的线程数、线程数组、任务队列等信息。
cCopy codetypedef struct { int thread_count; // 线程数量 pthread_t *threads; // 线程数组 task_queue_t *task_queue; // 任务队列} thread_pool_t;
其中,task_queue_t 是一个任务队列的结构体,定义如下:
cCopy codetypedef struct { void (*function)(void *arg); // 任务函数 void *argument; // 任务参数} task_t;typedef struct { int front, rear; // 队首和队尾下标 task_t *tasks; // 任务数组 int task_count; // 任务数量 int task_size; // 任务数组大小 pthread_mutex_t mutex; // 任务队列锁 pthread_cond_t cond; // 任务队列条件变量} task_queue_t;
任务队列中包含一个任务数组,用来存放待处理的任务。为了避免多线程同时访问任务队列造成的竞争条件,我们需要使用互斥锁和条件变量来进行线程同步。当任务队列为空时,线程需要等待条件变量的通知才能继续执行。
接下来,我们需要实现线程池的初始化、任务添加、任务执行和销毁等操作。
线程池的初始化函数需要创建指定数量的线程,并将它们添加到线程池中。
cCopy codevoid thread_pool_init(thread_pool_t *pool, int thread_count, int task_count) { pool->thread_count = thread_count; pool->threads = (pthread_t*)malloc(sizeof(pthread_t) * thread_count); pool->task_queue = (task_queue_t*)malloc(sizeof(task_queue_t)); task_queue_init(pool->task_queue, task_count); for (int i = 0; i < thread_count; i++) { pthread_create(&pool->threads[i], NULL, thread_function, pool); } }
任务添加函数需要将任务添加到任务队列中,并通过条件变量通知空闲线程进行处理。
javascriptCopy codevoid thread_pool_add_task(thread_pool_t *pool, void (*function)(void *arg