-->線程池介紹（大部分來自網絡）
在這個部分，詳細的介紹一下線程池的作用以及它的技術背景以及他提供的一些服務等。大部分內容來自我日常生活中在網絡中學習到的一些概念性的東西。
-->代碼（大約240行）
測試一下，具體的實現。
-->代碼下載
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-->線程池介紹
1、技術背景：服務器程序利用線程技術響應客戶請求已經司空見慣，但是線程的使用是有待優化和處理的。單線程執行並不是一個高效的方式，這個時候可能就要考慮高並發，多線程等方式。線程池也是線程優化的一種方式。
在面向對象的過程中，對象的創建和銷毀是非常占資源的，每創建一個對象都要獲取內存資源以及其他一些資源。在Java中更是如此，他要跟蹤每一個對象，在它使用完畢的時候，自動的銷毀它並垃圾回收。可想而知，運行的速度之慢。這就產生了“池化技術”。
2、線程池如何提高服務器程序的性能？
●T1 = 創建線程
●T2 = 執行線程 包括訪問共享數據、線程同步等
●T3 = 銷毀線程
●T = T1 + T2 + T3
單線程的情況下，系統花大量的時間再T1、T3階段。我們要采取最優的措施，減少T1和T3的系統開銷。線程池不僅調整T1,T3產生的時間段，而且它還顯著減少了創建線程的數目。
假設：一台服務器，每天要處理10萬個請求，這時候，我們比較不用線程池的技術和用線程池，他們的區別。 如果沒有用線程池的話，那麼程序將會用大把的時候來創建這10萬個線程，用線程池，我們一般可用的線程數不會大於10萬，所以可以大大減小開銷。
3、具體工作流程
線程池是一種多線程處理形式，處理過程中將任務添加到隊列，然後在創建線程後自動啟動這些任務。線程池線程都是後台線程。每個線程都使用默認的堆棧大小，以默認的優先級運行，並處於多線程單元中。如果某個線程在托管代碼中空閒（如正在等待某個事件）,則線程池將插入另一個輔助線程來使所有處理器保持繁忙。如果所有線程池線程都始終保持繁忙，但隊列中包含掛起的工作，則線程池將在一段時間後創建另一個輔助線程但線程的數目永遠不會超過最大值。超過最大值的線程可以排隊，但他們要等到其他線程完成後才啟動。
4、何時不使用線程池線程
● 如果需要使一個任務具有特定優先級
● 如果具有可能會長時間運行（並因此阻塞其他任務）的任務
● 如果需要將線程放置到單線程單元中（線程池中的線程均處於多線程單元中）
● 如果需要永久標識來標識和控制線程，比如想使用專用線程來終止該線程，將其掛起或按名稱發現它
5、一般使用線程池的程序的特點
● 需要花費大量的時候，並且請求的時間比較短。
● 對性能要求苛刻的應用，比如要求服務器迅速響應客戶請求。
● 接受突發性的大量請求，但不至於使服務器因此產生大量線程的應用。
-->代碼
為了方便貼出代碼，我全部放在一個文件裡。運行gcc main.c -o main -lpthread -lrt運行
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <string.h>
5 #include <errno.h>
6 #include <time.h>
7 #include <pthread.h>
8
9 typedef struct condition
10 {
11 pthread_mutex_t pmutex;
12 pthread_cond_t pcond;
13 }condition_t;
14
15 typedef struct task
16 {
17 void *(*run)(void *arg);
18 void *arg;
19 struct task *next;
20 }task_t;
21
22 typedef struct threadpool
23 {
24 condition_t ready;
25 task_t *first;
26 task_t *last;
27 int counter;
28 int idle;
29 int max_threads;
30 int quit;
31 }threadpool_t;
32
33
34 int condition_init(condition_t *cond)
35 {
36 int status;
37 if((status = pthread_mutex_init(&cond->pmutex,NULL)))//返回0代表初始化成功
38 return status;
39 if((status = pthread_cond_init(&cond->pcond,NULL)))
40 return status;
41 return 0;
42 }
43 int condition_lock(condition_t *cond)
44 {
45 return pthread_mutex_lock(&cond -> pmutex);
46 }
47 int condition_unlock(condition_t *cond)
48 {
49 return pthread_mutex_unlock(&cond -> pmutex);
50 }
51 int condition_wait(condition_t *cond)
52 {
53 return pthread_cond_wait(&cond -> pcond,&cond -> pmutex);
54 }
55 int condition_timewait(condition_t *cond,const struct timespec *abstime)
56 {
57 return pthread_cond_timedwait(&cond->pcond,&cond->pmutex,abstime);
58 }
59 int condition_signal(condition_t *cond)
60 {
61 return pthread_cond_signal(&cond->pcond);
62 }
63 int condition_broadcast(condition_t *cond)
64 {
65 return pthread_cond_broadcast(&cond -> pcond);
66 }
67 int condition_destory(condition_t *cond)
68 {
69 int status;
70 if((status = pthread_mutex_destroy(&cond -> pmutex)))
71 return status;
72 if((status = pthread_cond_destroy(&cond -> pcond)))
73 return status;
74 return 0;
75 }
76
77
78 void *thread_routine(void *arg)
79 {
80 struct timespec abstime;
81 int timeout;
82 printf("thread 0x%0x is starting\n",(int)pthread_self());
83 threadpool_t *pool = (threadpool_t *)arg;
84 while(1)
85 {
86 timeout = 0;
87 condition_lock(&pool -> ready);
88 pool -> idle++;
89 //等待隊列有任務到來或者線程池銷毀的通知
90 while(pool -> first == NULL && !pool -> quit)
91 {
92 printf("thread 0x%0x is waiting\n",(int)pthread_self());
93 clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&abstime);
94 abstime.tv_sec += 2;
95 int status=condition_timewait(&pool -> ready,&abstime);
96 if(status == ETIMEDOUT)
97 {
98 printf("thread 0x%0x is wait timed out\n",(int)pthread_self());
99 timeout = 1;
100 break;
101 }
102
103 }
104 //等到到條件，處於工作狀態
105 pool -> idle--;
106
107 if(pool -> first != NULL)
108 {
109 task_t *t = pool -> first;
110 pool -> first = t -> next;
111 //需要先解鎖，以便添加新任務。其他消費者線程能夠進入等待任務。
112 condition_unlock(&pool -> ready);
113 t -> run(t->arg);
114 free(t);
115 condition_lock(&pool -> ready);
116 }
117 //等待線程池銷毀的通知
118 if(pool -> quit && pool ->first == NULL)
119 {
120 pool -> counter--;
121 if(pool->counter == 0)
122 {
123 condition_signal(&pool -> ready);
124 }
125 condition_unlock(&pool->ready);
126 //跳出循環之前要記得解鎖
127 break;
128 }
129
130 if(timeout &&pool -> first ==NULL)
131 {
132 pool -> counter--;
133 condition_unlock(&pool->ready);
134 //跳出循環之前要記得解鎖
135 break;
136 }
137 condition_unlock(&pool -> ready);
138 }
139
140 printf("thread 0x%0x is exiting\n",(int)pthread_self());
141 return NULL;
142 }
143
144 //初始化
145 void threadpool_init(threadpool_t *pool, int threads)
146 {
147 condition_init(&pool -> ready);
148 pool -> first = NULL;
149 pool -> last = NULL;
150 pool -> counter = 0;
151 pool -> idle = 0;
152 pool -> max_threads = threads;
153 pool -> quit = 0;
154 }
155
156 //加任務
157 void threadpool_add_task(threadpool_t *pool, void *(*run)(void *arg),void *arg)
158 {
159 task_t *newstask = (task_t *)malloc(sizeof(task_t));
160 newstask->run = run;
161 newstask->arg = arg;
162 newstask -> next = NULL;
163
164 condition_lock(&pool -> ready);
165 //將任務添加到對列中
166 if(pool -> first ==NULL)
167 {
168 pool -> first = newstask;
169 }
170 else
171 pool -> last -> next = newstask;
172 pool -> last = newstask;
173 //如果有等待線程，則喚醒其中一個
174 if(pool -> idle > 0)
175 {
176 condition_signal(&pool -> ready);
177 }
178 else if(pool -> counter < pool -> max_threads)
179 {
180 pthread_t tid;
181 pthread_create(&tid,NULL,thread_routine,pool);
182 pool -> counter++;
183 }
184 condition_unlock(&pool -> ready);
185 }
186 //銷毀線程池
187 void threadpool_destory(threadpool_t *pool)
188 {
189
190 if(pool -> quit)
191 {
192 return;
193 }
194 condition_lock(&pool -> ready);
195 pool->quit = 1;
196 if(pool -> counter > 0)
197 {
198 if(pool -> idle > 0)
199 condition_broadcast(&pool->ready);
200
201 while(pool -> counter > 0)
202 {
203 condition_wait(&pool->ready);
204 }
205 }
206 condition_unlock(&pool->ready);
207 condition_destory(&pool -> ready);
208 }
209
210
211 void *mytask(void *arg)
212 {
213 printf("thread 0x%0x is working on task %d\n",(int)pthread_self(),*(int*)arg);
214 sleep(1);
215 free(arg);
216 return NULL;
217 }
218 int main()
219 {
220 threadpool_t pool;
221 threadpool_init(&pool,3);
222
223 int i ;
224 for(i = 0; i < 10; i++)
225 {
226 int *arg = (int *)malloc(sizeof(int));
227 *arg = i;
228 threadpool_add_task(&pool,mytask,arg);
229 }
230
231 sleep(15);//為了等待其他線程結束 當然也可以通過pthread_join來做
232 threadpool_destory(&pool);
233 return 0;
234 }
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本文是我學習後，一些總結。比較基礎，適合新接觸Linux編程的人學習。請勿轉載。
