周末看了nginx線程池部分的代碼，順手照抄了一遍，寫成了自己的版本。實現上某些地方還是有差異的，不過基本結構全部摘抄。
在這里分享一下。如果你看懂了我的版本，也就證明你看懂了nginx的線程池。
本文只列出了關鍵數據結構和API，重在理解nginx線程池設計思路。完整代碼在最后的鏈接里。
1.任務節點
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typedef void (*CB_FUN)(void *);//任務結構體typedef struct task{ void *argv; //任務函數的參數（任務執行結束前，要保證參數地址有效） CB_FUN handler; //任務函數（返回值必須為0 非0值用作增加線程，和銷毀線程池） struct task *next; //任務鏈指針}zoey_task_t; |
handler為函數指針，是實際的任務函數，argv為該函數的參數，next指向下一個任務。
2.任務隊列
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typedef struct task_queue{ zoey_task_t *head; //隊列頭 zoey_task_t **tail; //隊列尾 unsigned int maxtasknum; //最大任務限制 unsigned int curtasknum; //當前任務數}zoey_task_queue_t; |
head為任務隊列頭指針，tail為任務隊列尾指針，maxtasknum為隊列最大任務數限制，curtasknum為隊列當前任務數。
3.線程池
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typedef struct threadpool{ pthread_mutex_t mutex; //互斥鎖 pthread_cond_t cond; //條件鎖 zoey_task_queue_t tasks;//任務隊列 unsigned int threadnum; //線程數 unsigned int thread_stack_size; //線程堆棧大小}zoey_threadpool_t; |
mutex為互斥鎖 cond為條件鎖。mutex和cond共同保證線程池任務的互斥領取或者添加。
tasks指向任務隊列。
threadnum為線程池的線程數
thread_stack_size為線程堆棧大小
4.啟動配置
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//配置參數typedef struct threadpool_conf{ unsigned int threadnum; //線程數 unsigned int thread_stack_size;//線程堆棧大小 unsigned int maxtasknum;//最大任務限制}zoey_threadpool_conf_t; |
啟動配置結構體是初始化線程池時的一些參數。
5.初始化線程池
首先檢查參數是否合法，然后初始化mutex，cond，key（pthread_key_t）。key用來讀寫線程全局變量，此全局變量控制線程是否退出。
最后創建線程。
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zoey_threadpool_t* zoey_threadpool_init(zoey_threadpool_conf_t *conf){ zoey_threadpool_t *pool = NULL; int error_flag_mutex = 0; int error_flag_cond = 0; pthread_attr_t attr; do{ if (z_conf_check(conf) == -1){ //檢查參數是否合法 break; } pool = (zoey_threadpool_t *)malloc(sizeof(zoey_threadpool_t));//申請線程池句柄 if (pool == NULL){ break; } //初始化線程池基本參數 pool->threadnum = conf->threadnum; pool->thread_stack_size = conf->thread_stack_size; pool->tasks.maxtasknum = conf->maxtasknum; pool->tasks.curtasknum = 0; z_task_queue_init(&pool->tasks); if (z_thread_key_create() != 0){//創建一個pthread_key_t，用以訪問線程全局變量。 free(pool); break; } if (z_thread_mutex_create(&pool->mutex) != 0){ //初始化互斥鎖 z_thread_key_destroy(); free(pool); break; } if (z_thread_cond_create(&pool->cond) != 0){ //初始化條件鎖 z_thread_key_destroy(); z_thread_mutex_destroy(&pool->mutex); free(pool); break; } if (z_threadpool_create(pool) != 0){ //創建線程池 z_thread_key_destroy(); z_thread_mutex_destroy(&pool->mutex); z_thread_cond_destroy(&pool->cond); free(pool); break; } return pool; }while(0); return NULL;} |
6.添加任務
首先申請一個任務節點，實例化后將節點加入任務隊列，并將當前任務隊列數++并通知其他進程有新任務。整個過程加鎖。
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int zoey_threadpool_add_task(zoey_threadpool_t *pool, CB_FUN handler, void* argv){ zoey_task_t *task = NULL; //申請一個任務節點并賦值 task = (zoey_task_t *)malloc(sizeof(zoey_task_t)); if (task == NULL){ return -1; } task->handler = handler; task->argv = argv; task->next = NULL; if (pthread_mutex_lock(&pool->mutex) != 0){ //加鎖 free(task); return -1; } do{ if (pool->tasks.curtasknum >= pool->tasks.maxtasknum){//判斷工作隊列中的任務數是否達到限制 break; } //將任務節點尾插到任務隊列 *(pool->tasks.tail) = task; pool->tasks.tail = &task->next; pool->tasks.curtasknum++; //通知阻塞的線程 if (pthread_cond_signal(&pool->cond) != 0){ break; } //解鎖 pthread_mutex_unlock(&pool->mutex); return 0; }while(0); pthread_mutex_unlock(&pool->mutex); free(task); return -1;} |
7.銷毀線程池
銷毀線程池其實也是向任務隊列添加任務，只不過添加的任務是讓線程退出。z_threadpool_exit_cb函數會將lock置0后退出線程，lock為0表示此線程
已經退出，接著退出下一個線程。退出完線程釋放所有資源。
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void zoey_threadpool_destroy(zoey_threadpool_t *pool){ unsigned int n = 0; volatile unsigned int lock; //z_threadpool_exit_cb函數會使對應線程退出 for (; n < pool->threadnum; n++){ lock = 1; if (zoey_threadpool_add_task(pool, z_threadpool_exit_cb, &lock) != 0){ return; } while (lock){ usleep(1); } } z_thread_mutex_destroy(&pool->mutex); z_thread_cond_destroy(&pool->cond); z_thread_key_destroy(); free(pool);} |
8.增加一個線程
很簡單，再生成一個線程以及線程數++即可。加鎖。
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int zoey_thread_add(zoey_threadpool_t *pool){ int ret = 0; if (pthread_mutex_lock(&pool->mutex) != 0){ return -1; } ret = z_thread_add(pool); pthread_mutex_unlock(&pool->mutex); return ret;} |
9.改變任務隊列最大任務限制
當num=0時設置線程數為無限大。
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void zoey_set_max_tasknum(zoey_threadpool_t *pool,unsigned int num){ if (pthread_mutex_lock(&pool->mutex) != 0){ return -1; } z_change_maxtask_num(pool, num); //改變最大任務限制 pthread_mutex_unlock(&pool->mutex);} |
10.使用示例
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int main(){ int array[10000] = {0}; int i = 0; zoey_threadpool_conf_t conf = {5,0,5}; //實例化啟動參數 zoey_threadpool_t *pool = zoey_threadpool_init(&conf);//初始化線程池 if (pool == NULL){ return 0; } for (; i < 10000; i++){ array[i] = i; if (i == 80){ zoey_thread_add(pool); //增加線程 zoey_thread_add(pool); } if (i == 100){ zoey_set_max_tasknum(pool, 0); //改變最大任務數 0為不做上限 } while(1){ if (zoey_threadpool_add_task(pool, testfun, &array[i]) == 0){ break; } printf("error in i = %d\n",i); } } zoey_threadpool_destroy(pool); while(1){ sleep(5); } return 0;} |
11.源碼
https://github.com/unlikewashface/zoey_threadpool.git
線程池可以發揮更多作用，比如可以把連接放到線程池里。nginx的異步加lua的協程是個非常好的組合，現在有了線程池后，線程池加協程將是另一個選擇。總而言之，如果在保證性能的情況下，讓nginx開發變得非常簡單，這是非常利好的消息。
