场景中有4张加密卡,当队列任务较少,不需要排队时,4张加密卡依序执行任务且不能空闲;当队列任务较多,需要排队时,动态调整各队列任务权重;对于某一张加密卡,只有一个队列任务执行完了才处理下一个任务。 C语言实现
时间: 2024-04-01 16:38:28 浏览: 13
以下是基于你的问题描述的C语言实现示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#define NUM_CARDS 4
#define MAX_TASKS 100
typedef struct {
int id; // 任务id
int weight; // 任务权重
} Task;
typedef struct {
Task tasks[MAX_TASKS]; // 队列任务列表
int num_tasks; // 队列任务数量
int next_task; // 下一个要执行的任务索引
pthread_mutex_t mutex; // 互斥锁
pthread_cond_t cond; // 条件变量
} TaskQueue;
typedef struct {
int id; // 加密卡id
TaskQueue *task_queue; // 加密卡对应的任务队列
} Card;
void *card_thread(void *arg) {
Card *card = (Card *)arg;
TaskQueue *task_queue = card->task_queue;
while (1) {
pthread_mutex_lock(&task_queue->mutex);
while (task_queue->next_task >= task_queue->num_tasks) { // 等待任务
pthread_cond_wait(&task_queue->cond, &task_queue->mutex);
}
Task task = task_queue->tasks[task_queue->next_task];
++task_queue->next_task;
pthread_mutex_unlock(&task_queue->mutex);
printf("Card %d: executing task %d with weight %d\n", card->id, task.id, task.weight);
sleep(task.weight); // 模拟执行任务的时间
}
return NULL;
}
void add_task(TaskQueue *task_queue, int weight) {
pthread_mutex_lock(&task_queue->mutex);
task_queue->tasks[task_queue->num_tasks].id = task_queue->num_tasks + 1;
task_queue->tasks[task_queue->num_tasks].weight = weight;
++task_queue->num_tasks;
if (task_queue->num_tasks <= NUM_CARDS) { // 当任务量不多时,让每张加密卡都有任务执行
task_queue->next_task = task_queue->num_tasks - 1;
} else { // 当任务量较多时,动态调整任务权重
int total_weight = 0;
for (int i = 0; i < task_queue->num_tasks; ++i) {
total_weight += task_queue->tasks[i].weight;
}
int avg_weight = total_weight / NUM_CARDS;
int num_high_weight_tasks = task_queue->num_tasks - task_queue->next_task;
int num_low_weight_tasks = task_queue->num_tasks - num_high_weight_tasks;
int target_num_high_weight_tasks = NUM_CARDS - num_low_weight_tasks;
int high_weight_task_weight = total_weight - avg_weight * num_low_weight_tasks;
int target_high_weight_task_weight = high_weight_task_weight / target_num_high_weight_tasks;
int delta_weight = target_high_weight_task_weight - task_queue->tasks[task_queue->next_task].weight;
if (delta_weight > 0) {
task_queue->tasks[task_queue->next_task].weight += delta_weight;
}
}
pthread_cond_signal(&task_queue->cond); // 唤醒等待任务的加密卡线程
pthread_mutex_unlock(&task_queue->mutex);
}
int main() {
TaskQueue task_queue = {
.num_tasks = 0,
.next_task = 0,
.mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER,
.cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER
};
Card cards[NUM_CARDS];
for (int i = 0; i < NUM_CARDS; ++i) {
cards[i].id = i + 1;
cards[i].task_queue = &task_queue;
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, card_thread, &cards[i]);
}
// 添加一些任务进行测试
add_task(&task_queue, 5);
add_task(&task_queue, 3);
add_task(&task_queue, 4);
add_task(&task_queue, 2);
add_task(&task_queue, 1);
add_task(&task_queue, 7);
sleep(10); // 模拟一些任务执行时间
add_task(&task_queue, 6); // 添加一个新任务
pthread_exit(NULL);
}
```
这个实现中,定义了`Task`结构体来表示任务,`TaskQueue`结构体来表示任务队列,`Card`结构体来表示加密卡。`card_thread`函数是卡片线程的入口函数,它会不断地从任务队列中取出任务并执行。`add_task`函数用于向任务队列中添加任务,并根据当前队列任务数量和加密卡数量动态调整任务权重。
在`main`函数中,首先创建了4个加密卡线程,并将它们对应的任务队列指针传入`Card`结构体中。然后添加了一些任务进行测试,其中任务的权重值代表了任务执行的时间。最后等待一段时间后,再添加了一个新任务。
在任务队列的实现中,使用了互斥锁和条件变量来保证多个卡片线程之间的同步与互斥。当任务队列中没有任务时,卡片线程会通过条件变量等待任务的到来。
当队列任务较少时,每张加密卡都会有任务执行。当队列任务较多时,任务队列会根据当前任务数量和加密卡数量动态调整任务权重,根据权重分配队列任务。对于某一张加密卡,只有一个队列任务执行完了才处理下一个任务。