在Linux系统编程中,多线程编程是提升程序并发能力的重要手段。但如果频繁创建和销毁线程,系统开销会非常大。这时就需要引入线程池的概念——它预先创建一批线程,重复利用,避免重复创建销毁的开销。本文将以最简单的C语言示例,带你模拟一个Linux线程池,让你彻底搞懂它的工作原理。
上图是一个典型的线程池结构:包含一个任务队列和一组工作线程。主线程往队列中添加任务,工作线程竞争获取任务并执行。整个过程需要互斥锁和条件变量来保证线程安全。下面我们分步实现一个简易的C语言线程池模拟。
typedef struct { void (function)(void); // 任务函数 void* argument; // 参数} task_t;typedef struct { task_t* task_queue; // 任务队列数组 int queue_size; // 队列容量 int front, rear; // 队列头尾 pthread_t* threads; // 工作线程ID数组 int thread_count; // 线程数 pthread_mutex_t lock; // 互斥锁 pthread_cond_t notify; // 条件变量 int shutdown; // 销毁标志} thread_pool_t; 初始化时创建指定数量的工作线程,并分配任务队列。每个工作线程执行一个循环,从队列中取任务执行。销毁时先置shutdown标志,然后唤醒所有线程,等待它们结束。
int thread_pool_add(thread_pool_t* pool, void (function)(void), void* argument) { pthread_mutex_lock(&pool->lock); // 计算新任务存放位置 int next = (pool->rear + 1) % pool->queue_size; if (next == pool->front) { // 队列满 pthread_mutex_unlock(&pool->lock); return -1; } pool->task_queue[pool->rear].function = function; pool->task_queue[pool->rear].argument = argument; pool->rear = next; pthread_cond_signal(&pool->notify); // 唤醒一个等待线程 pthread_mutex_unlock(&pool->lock); return 0;} 通过这个线程池模拟,你可以看到多线程同步的核心思想。实际项目中,还可以加入动态调整线程数、优先级等高级特性。掌握这个基础,你就迈入了多线程编程的大门。
关键词:Linux线程池、线程池模拟、C语言线程池、多线程编程 —— 这四个概念贯穿全文,希望你能亲手敲一遍代码,加深理解。
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