网站开发需要经过的几个主要阶段,百度手机助手应用商店下载,招聘网页设计,四川外国语大学网站建设目录
线程池的概念
线程池的优点
线程池的实现
【注意】
线程池的线程安全
日志文件的实现 线程池的概念 线程池也是一种池化技术#xff0c;可以预先申请一批线程#xff0c;当我们后续有任务的时候就可以直接用#xff0c;这本质上是一种空间换时间的策略。 如果有任…目录
线程池的概念
线程池的优点
线程池的实现
【注意】
线程池的线程安全
日志文件的实现 线程池的概念 线程池也是一种池化技术可以预先申请一批线程当我们后续有任务的时候就可以直接用这本质上是一种空间换时间的策略。 如果有任务来的时候再创建线程那成本又要提高又要初始化又要创建数据结构。 线程池的优点 线程池避免了短时间内创建与销毁线程的代价。线程池不仅能够保证内核充分利用还能防止过分调度。 线程池的实现 我们这次要实现的线程池就是这样让主线程派发任务让线程池中的线程处理任务这也是一个生产者消费者模型。 // thread.hpp
// 把线程封装一下
#pragma once#include iostream
#include string
#include cstdio
#include vector
#include queue
#include unistd.husing namespace std;typedef void*(*func_t)(void*);class ThreadData
{
public:string name_;void* args_;
};class Thread
{
public:Thread(int num, func_t callback, void* args):func_(callback){char nameBuffer[64];snprintf(nameBuffer, sizeof(nameBuffer), Thread-%d, num);name_ nameBuffer;tdata_.args_ args;tdata_.name_ name_;}void start(){pthread_create(tid_, nullptr, func_, (void*)tdata_);}void join(){pthread_join(tid_, nullptr);}string name(){return name_;}~Thread(){}
private:string name_;pthread_t tid_;ThreadData tdata_;func_t func_;
}; // threadPool.hpp#pragma once#include thread.hpp
#include lockGuard.hpp
#include log.hppconst int g_default_num 3;template class T
class ThreadPool
{
public:// 通过接口获得成员变量pthread_mutex_t* getMutex(){return lock_;}void waitCond(){pthread_cond_wait(cond_, lock_);}bool isEmpty(){return task_queue_.empty();}
public:ThreadPool(int thread_num g_default_num) // 初始化后就已经有了对象也有了this指针:num_(thread_num){pthread_mutex_init(lock_, nullptr);pthread_cond_init(cond_, nullptr);for (int i 0; i num_; i){threads_.push_back(new Thread(i 1, routine, this) ); // 通过传入this指针就可以拿到ThreadPool中的task_queue}}void run(){for (auto iter : threads_){iter-start();cout iter-name() 启动成功 endl;}}// 去掉this指针// 消费的过程static void* routine(void* args){ThreadData* td (ThreadData*)args;ThreadPoolT* tq (ThreadPoolT*)td-args_; // 去掉this指针就无法访问成员方法了通过创建线程的时候传入this拿到线程池对象while (true){T task;{lockGuard lockguard(tq-getMutex()); // 加锁while (tq-isEmpty()) tq-waitCond(); // 检测// 读取任务task tq-getTask();}// 仿函数cout td-name_ , 消费者 task._x task._y task() endl;// sleep(1);}}void pushTask(const T task){lockGuard lockguard(lock_);task_queue_.push(task);pthread_cond_signal(cond_);}T getTask(){T t task_queue_.front();task_queue_.pop();return t;}void joins(){for (auto iter : threads_){iter-join();}}~ThreadPool(){for (auto iter : threads_){delete iter;}pthread_mutex_destroy(lock_);pthread_cond_destroy(cond_);}
private:vectorThread* threads_;int num_;queueT task_queue_; // 任务队列pthread_mutex_t lock_; // 互斥锁pthread_cond_t cond_; // 条件变量
}; // testMain.cc
#include threadPool.hpp
#include Task.hpp
#include ctimeint Add(int x, int y)
{return x y;
}int main()
{srand((unsigned)time(nullptr));cout hello thread pool endl;ThreadPoolTask *tp new ThreadPoolTask();tp-run();while (true){int x rand() % 10 1;usleep(rand() % 1000);int y rand() % 10 1;Task t(x, y, Add);tp-pushTask(t);cout 生产者 x y ? endl;//sleep(1);}tp-joins();return 0;
}【注意】 线程池中的任务队列会被多个执行流访问因此我们需要互斥锁对任务队列进行保护。线程池中的线程要从任务队列中拿任务所以任务队列中必须要先有任务必须要加锁循环检测如果任务队列为空那么该线程应该进行等待直到任务队列中有任务时再将其唤醒这些操作都是通过加锁和条件变量完成的。主线程向任务队列中push一个任务后此时可能有线程正处于等待状态所以在新增任务后需要唤醒在条件变量下等待的线程。某线程从任务队列中拿到任务后该任务就已经属于当前线程了所以解锁之后再进行处理任务让加锁的动作更细粒度也因为处理任务的过程会耗费时间所以不要将处理动作其放到临界区当中。要给执行线程函数用static修饰这个函数的类型必须是void* (*callback)(void*)如果放到类中该函数就会多一个this指针。但是让他变成静态函数又不能访问线程池中的任务队列所以要在线程创建的时候把线程池的对象指针传过去因为初始化列表后已经有了对象所以一定有this指针。也因为这个函数没有this指针所以一些类内的操作要提供接口。 线程池的线程安全 我们也可以把线程池变成单例模式懒汉模式的让整个进程只有一个线程池但是如果以后有多个线程同时访问同时判断这个单例对象存不存在那就会有线程安全的问题。 class ThreadPool
{
// ...
private: // 私有构造删除拷贝构造和赋值重载ThreadPool(int thread_num g_default_num) // 初始化后就已经有了对象也有了this指针:num_(thread_num){pthread_mutex_init(lock_, nullptr);pthread_cond_init(cond_, nullptr);for (int i 0; i num_; i){threads_.push_back(new Thread(i 1, routine, this) ); // 通过传入this指针就可以拿到ThreadPool中的task_queue}}ThreadPool(const ThreadPoolT) delete;const ThreadPoolT operator(const ThreadPoolT ) delete;public:static ThreadPoolT* getThreadPool(int num g_default_num) // 通过getThreadPool获取线程池{// 只有第一次为空的时候才创建如果不为空直接返回thread_ptr这样指针就只有一个{lockGuard lockguard(mutex);if (nullptr thread_ptr){thread_ptr new ThreadPoolT(num);}}return thread_ptr;}
// ...private:// 添加静态成员变量static ThreadPoolT* thread_ptr; // 单例模式static pthread_mutex_t mutex;
};
// 初始化
templateclass T
ThreadPoolT* ThreadPoolT::thread_ptr nullptr;templateclass T
pthread_mutex_t ThreadPoolT::mutex PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; 这样就可以保证第一次获取ThreadPool对象的时候多个线程访问就是安全的。但这就带来了另一个问题如果每次想要获取ThreadPool对象的时候就会申请释放锁这个行为也是在浪费资源所以还要再调整一下。 static ThreadPoolT* getThreadPool(int num g_default_num)
{// 只有第一次为空的时候才创建如果不为空直接返回thread_ptr这样就只new了一次if (nullptr thread_ptr) // 多判断一次不就可以了吗已经创建了就直接返回没有就加锁创建{lockGuard lockguard(mutex);if (nullptr thread_ptr){thread_ptr new ThreadPoolT(num);}}return thread_ptr;
} 这样使用双重判定空指针就减少了大量已经创建好单例其他线程还在请求锁的行为。 日志文件的实现 我们需要用到下面这些接口。 // log.hpp
#pragma once#include iostream
#include string
#include cstdio
#include cstdarg
#include unistd.h
#include sys/types.h
#include fcntl.h
#include ctime// 日志级别
#define DEBUG 0
#define NORMAL 1
#define WARNING 2
#define ERROR 3
#define FATAL 4const char* gLevelMap[] {DEBUG,NORMAL,WARNING,ERROR,FATAL
};// 完整的日志功能至少有日志等级 时间 日志内容 支持用户自定义
void logMessage(int level, const char* format, ...) // 最后一个参数就是可变参数列表
{char stdBuffer[1024]; // 日志的标准部分time_t timestamp time(nullptr); // 时间戳snprintf(stdBuffer, sizeof(stdBuffer), [%s][%ld], gLevelMap[level], timestamp);char logBuffer[1024]; // 自定义部分va_list args; // 可变参数列表va_start(args, format);vsnprintf(logBuffer, sizeof (logBuffer), format, args); // 用起来和printf相差不多va_end(args);// printf(%s%s\n, stdBuffer, logBuffer); // 打印到显示器FILE* fp fopen(log.txt, a);fprintf(fp, %s%s\n, stdBuffer, logBuffer); // 打印到文件fclose(fp);
} 所以以后如果要用到这些线程池、日志文件等就直接用了。
