Linux C线程池简单实现实例

下面是Linux C线程池简单实现实例的完整攻略。

1. 简介

线程池是一种常见的并发处理技术，其可以在创建一定数量的线程后，接受任务并将任务交给空闲的线程进行处理。从而减少线程创建和销毁的开销，优化了线程资源的利用。在Linux C中实现线程池，可以使用pthread库进行调用。

2. 实现过程

下面是实现Linux C线程池的步骤：

2.1 定义线程池结构体

定义线程池结构体，其中包含线程的数量、任务队列、互斥锁、条件变量等必要的成员变量。

typedef void *(*task_func_t) (void *arg); //定义任务函数指针
typedef struct thread_pool_t {
    int thread_num; //线程数量
    pthread_t *threads; //线程数组
    task_t *task_queue; //任务队列
    int queue_capacity; //任务队列最大长度
    int queue_size; //任务队列当前长度
    pthread_mutex_t lock; //任务队列互斥锁
    pthread_cond_t not_full_cond; //任务队列未满条件变量
    pthread_cond_t not_empty_cond; //任务队列非空条件变量
    int quit_flag; //线程池退出标识
} thread_pool_t;

2.2 初始化线程池

根据线程池中线程数量的指定，创建对应数量的线程，并初始化任务队列和互斥锁、条件变量等成员变量。初始化后线程池状态为“等待任务”。

thread_pool_t* thread_pool_create(int thread_num, int queue_capacity);

2.3 销毁线程池

线程池完成任务后，需要将所有任务处理完毕后再销毁线程池。销毁线程池时，需要依次对任务队列中剩余的任务进行取消操作，并使用pthread_join()函数等待线程退出。

int thread_pool_destroy(thread_pool_t *thread_pool);

2.4 向线程池中添加任务

使用pthread_create()函数，指定任务处理函数和参数，将任务添加到任务队列中，并通过条件变量not_empty_cond唤醒线程。当任务队列已满时，线程将会阻塞，直到有任务加入。

int thread_pool_add_task(thread_pool_t *thread_pool, task_func_t task_func, void *arg);

2.5 定义任务处理函数

定义处理任务的函数，该函数需要符合task_func_t函数指针的要求，即返回void类型，参数为void类型。在该函数中实现具体的任务操作。

void* task_handler(void* arg);

3. 示例说明

示例一

在main函数中创建线程池，并向线程池中添加若干个并发的任务。这些任务可以是处理文件、网络连接、数据库访问等操作。最后等待所有任务执行完毕后，销毁线程池。

int main() {
    thread_pool_t *pool = thread_pool_create(10, 100);
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        thread_pool_add_task(pool, task_handler, NULL);
    }
    thread_pool_destroy(pool);
    return 0;
}

示例二

针对一个需要高并发处理的问题，如爬虫、高并发访问等，使用线程池提高并发能力。

//定义处理函数
void* http_request(void* arg);
//创建线程池
thread_pool_t *pool = thread_pool_create(10, 100);
//并发执行HTTP请求
for (int i = 0; i < request_num; i++) {
    thread_pool_add_task(pool, http_request, requests[i]);
}
//等待任务执行完毕
while (pool->queue_size > 0) {
    usleep(1000);
}
//销毁线程池
thread_pool_destroy(pool);

4. 总结

本文主要介绍了Linux C线程池简单实现实例的攻略。线程池可以提高程序并发处理能力，避免无限制的线程创建和销毁。在实现线程池时，需要熟悉pthread库的相关函数和操作，合理设置任务队列长度、等待时间等参数，从而实现更高效、安全、健壮的线程池。