Linux C编程：线程池简单实现与示例

"Linux C线程池简单实现实例" 在Linux系统中，C语言实现线程池是一种提高程序效率和可扩展性的技术。线程池是预先创建并维护的一组线程，它们等待执行任务而不是每次需要时创建新线程。这种设计可以减少线程的创建和销毁开销，同时通过合理调度任务，避免了过多线程导致的上下文切换成本。 本文将介绍一个简单的Linux C线程池实现，包括关键的数据结构、函数接口及其工作原理。 首先，我们来看`tpool.h`文件中的数据结构和接口定义： 1. `tpool_work_t`结构体表示一个待处理的任务，包含一个函数指针`routine`用于执行任务，一个`arg`指针传递给任务的参数，以及一个指向下一个任务的指针`next`，形成链表。 2. `tpool_t`结构体代表线程池本身，包含了以下成员： - `num_threads`: 线程池中线程的数量。 - `max_queue_size`: 队列的最大容量。 - `tpid`: 保存线程ID的数组。 - `queue`: 任务队列，使用链表实现。 - `front`和`rear`: 链表头尾指针，用于管理任务队列。 - `queue_closed`: 标记队列是否可以继续添加任务。 - `shutdown`: 标记线程池是否需要关闭。 - `queue_lock`, `queue_has_task`, `queue_has_space`, `queue_empty`: 用于线程同步的互斥锁和条件变量。 3. `tpool_init`函数用于初始化线程池，接受线程数量和最大任务队列容量作为参数，创建相应数量的线程并启动它们。 4. `tpool_add_work`函数将新任务添加到线程池，传入线程池指针、任务函数指针和任务参数。这个函数会检查队列是否已满，并在有空间时将任务放入队列，否则阻塞等待。 5. `tpool_destroy`函数用于销毁线程池，可以指定是否等待所有任务完成。如果`finish`参数为1，则线程池会在完成所有当前任务后关闭；否则，线程池立即停止接受新任务并等待所有线程结束。 在`tpool.c`文件中，可以看到具体的实现逻辑，包括线程函数`worker_thread`，它从队列中取出任务并执行。其他函数如`enqueue`、`dequeue`用于队列操作，`tpool_shutdown`和`tpool_wait_for_threads`处理线程池的关闭和线程等待。 线程池的工作流程如下： 1. 主线程初始化线程池，创建指定数量的线程。 2. 当需要执行任务时，主线程调用`tpool_add_work`将任务放入队列。 3. 线程池中的工作线程会检查队列是否有任务，如果有则取出执行，没有则等待`queue_has_task`条件变量的信号。 4. 当线程池需要关闭时，主线程调用`tpool_destroy`。如果`finish`为1，工作线程会完成当前任务后退出；否则，它们立即停止工作。 5. 线程池关闭后，所有资源被释放。 这个简单的线程池实现为任务调度提供了一个基础框架，可以根据实际需求进行扩展，比如添加更复杂的任务调度策略、错误处理和日志记录等。在实际应用中，开发者可以基于这个实例进行修改和优化，以满足特定场景下的性能和功能要求。