实现linux线程池完成快速排序

好的，我可以为您提供一个简单的实现。这里我将使用C语言和pthread库来实现线程池。

1. 首先，我们需要定义一个结构体来表示线程池中的每个线程。结构体包含线程ID、任务队列、互斥锁和条件变量等。

typedef struct {
    pthread_t tid;      // 线程ID
    int index;          // 线程池中的索引
    int is_working;     // 线程是否正在工作
    pthread_mutex_t mutex;      // 互斥锁
    pthread_cond_t cond;        // 条件变量
    struct task_queue *task_queue;  // 任务队列
} thread_pool_t;

2. 接着，我们需要定义一个结构体来表示任务。结构体包含任务ID、待排序的数组和数组长度等。

typedef struct {
    int id;             // 任务ID
    int *data;          // 待排序的数组
    int len;            // 数组长度
} task_t;

3. 我们还需要实现一个任务队列，用于存储待执行的任务。任务队列是一个链表结构，它有一个头指针和一个尾指针，同时也有一个互斥锁用于保护队列的操作。

typedef struct task_node {
    task_t task;
    struct task_node *next;
} task_node_t;

typedef struct task_queue {
    task_node_t *head;
    task_node_t *tail;
    int size;
    pthread_mutex_t mutex;
} task_queue_t;

4. 接下来，我们需要实现快速排序的算法。这里我们采用经典的递归实现方式。

void quick_sort(int *arr, int left, int right) {
    if (left >= right) {
        return;
    }

    int i = left;
    int j = right;
    int pivot = arr[left];

    while (i < j) {
        while (i < j && arr[j] >= pivot) {
            j--;
        }
        arr[i] = arr[j];

        while (i < j && arr[i] <= pivot) {
            i++;
        }
        arr[j] = arr[i];
    }

    arr[i] = pivot;
    quick_sort(arr, left, i - 1);
    quick_sort(arr, i + 1, right);
}

5. 最后，我们需要编写线程池的主要逻辑。线程池的主要任务是从任务队列中获取任务，并将任务分配给空闲的线程进行处理。当线程池中的所有线程都在工作时，新的任务将被放入任务队列中等待处理。

void *thread_func(void *arg) {
    thread_pool_t *thread_pool = (thread_pool_t *)arg;

    while (1) {
        pthread_mutex_lock(&thread_pool->mutex);

        while (thread_pool->task_queue->size == 0) {
            pthread_cond_wait(&thread_pool->cond, &thread_pool->mutex);
        }

        task_node_t *task_node = thread_pool->task_queue->head;
        thread_pool->task_queue->head = task_node->next;
        thread_pool->task_queue->size--;

        pthread_mutex_unlock(&thread_pool->mutex);

        task_t task = task_node->task;
        free(task_node);

        thread_pool->is_working = 1;
        quick_sort(task.data, 0, task.len - 1);
        thread_pool->is_working = 0;

        printf("Thread %d finished task %d\n", thread_pool->index, task.id);
    }
}

void dispatch_task(thread_pool_t *thread_pool, task_t task) {
    task_node_t *task_node = (task_node_t *)malloc(sizeof(task_node_t));
    task_node->task = task;
    task_node->next = NULL;

    pthread_mutex_lock(&thread_pool->mutex);

    if (thread_pool->task_queue->size == 0) {
        thread_pool->task_queue->head = task_node;
        thread_pool->task_queue->tail = task_node;
    } else {
        thread_pool->task_queue->tail->next = task_node;
        thread_pool->task_queue->tail = task_node;
    }

    thread_pool->task_queue->size++;

    pthread_cond_signal(&thread_pool->cond);
    pthread_mutex_unlock(&thread_pool->mutex);
}

int main() {
    thread_pool_t thread_pool[NUM_THREADS];
    task_t tasks[NUM_TASKS];

    for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
        thread_pool[i].index = i;
        thread_pool[i].is_working = 0;
        thread_pool[i].task_queue = (task_queue_t *)malloc(sizeof(task_queue_t));
        thread_pool[i].task_queue->head = NULL;
        thread_pool[i].task_queue->tail = NULL;
        thread_pool[i].task_queue->size = 0;
        pthread_mutex_init(&thread_pool[i].mutex, NULL);
        pthread_cond_init(&thread_pool[i].cond, NULL);
        pthread_create(&thread_pool[i].tid, NULL, thread_func, &thread_pool[i]);
    }

    for (int i = 0; i < NUM_TASKS; i++) {
        tasks[i].id = i;
        tasks[i].len = ARRAY_LEN;
        tasks[i].data = (int *)malloc(sizeof(int) * ARRAY_LEN);
        for (int j = 0; j < ARRAY_LEN; j++) {
            tasks[i].data[j] = rand() % ARRAY_LEN;
        }
        dispatch_task(&thread_pool[i % NUM_THREADS], tasks[i]);
    }

    for (int i = 0; i < NUM_TASKS; i++) {
        while (thread_pool[i % NUM_THREADS].is_working);
    }

    for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
        pthread_cancel(thread_pool[i].tid);
        pthread_mutex_destroy(&thread_pool[i].mutex);
        pthread_cond_destroy(&thread_pool[i].cond);
    }

    return 0;
}

以上代码实现了一个简单的线程池，可以对多个数组进行快速排序。注意，这里我们使用了pthread库的一些线程相关函数，例如pthread_mutex_lock()、pthread_cond_wait()、pthread_create()等。此外，我们还使用了rand()函数来生成随机数组。