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Linux线程池模拟:手把手教你实现一个线程池

Linux线程池模拟:手把手教你实现一个线程池

(小白友好·从零构建理解多线程核心)

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。

Linux线程池模拟:手把手教你实现一个线程池 Linux线程池 线程池模拟 C语言线程池 多线程编程 第1张

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。

1. 定义线程池结构

    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;  

2. 初始化与销毁

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。

3. 添加任务接口

    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。