你是否經常遇到伺服器負載過高，無法正常存取的問題？那麼，你需要了解 Linux 系統中一個非常重要的概念—線程池。透過合理配置線程池，可以有效避免伺服器過載的問題，並提高系統的穩定性和可靠性。
執行緒池也是多執行緒的處理方式。是將“生產者”執行緒提出任務新增至“任務佇列”，然後一些執行緒自動完成“任務佇列”上的任務。
多線程編程，建立一個線程，指定去完成某一個任務，等待線程的退出。雖然能夠滿足程式需求，但是當我們需要創建大量的執行緒的時候，在創建過程以及銷毀執行緒的過程中可能會消耗大量的CPU.增加很大開銷。如：資料夾的copy、WEB伺服器的回應。
線程池就是用來解決類似於這樣的一個問題的，可以降低頻繁地創建和銷毀線程所帶來地開銷。
執行緒池技術想法：一般採用預先建立執行緒技術，也就是提前把需要用執行緒先建立一定數目。這些線程提前創建好了之後，「任務佇列」裡面假設沒有任務，那麼就讓這些線程休眠，一旦有任務，就喚醒線程去執行任務，任務執行完了，也不需要去銷毀線程，直到當你想退出或是關機時，這個時候，那麼你呼叫銷毀執行緒池地函數去銷毀執行緒。
執行緒完成任務之後不會銷毀，而是自動地執行下一個任務。而且，當任務很多，你可以有函數介面去增加執行緒數量，當任務較少時，你可以有函數介面去銷毀部分執行緒。
如果，創建和銷毀執行緒的時間比較執行任務的時間可以忽略不計，那麼我們在這種情況下面也就沒有必要用執行緒池。
「任務佇列」是一個共享資源「互斥存取」
執行緒池本質上也是一個資料結構，需要一個結構體去描述它：
struct pthread_pool //线程池的实现
{
//一般会有如下成员
//互斥锁，用来保护这个“任务队列”
pthread_mutex_t lock; //互斥锁
//线程条件变量 表示“任务队列”是否有任务
pthread_cond_t cond; //条件变量
bool shutdown; //表示是否退出程序 bool：类型 false / true
//任务队列(链表)，指向第一个需要指向的任务
//所有的线程都从任务链表中获取任务 "共享资源"
struct task * task_list;
//线程池中有多个线程，每一个线程都有tid, 需要一个数组去保存tid
pthread_t * tids; //malloc()
//线程池中正在服役的线程数，当前线程个数
unsigned int active_threads;
//线程池任务队列最大的任务数量
unsigned int max_waiting_tasks;
//线程池任务队列上当前有多少个任务
unsigned int cur_waiting_tasks;
//......
};
//任务队列(链表)上面的任务结点，只要能够描述好一个任务就可以了，
//线程会不断地任务队列取任务
struct task //任务结点
{
// 1. 任务结点表示的任务，“函数指针”指向任务要执行的函数(cp_file)
void*(* do_task)(void * arg);
//2. 指针，指向任务指向函数的参数(文件描述符)
void * arg;
//3. 任务结点类型的指针，指向下一个任务
struct task * next;
};
執行緒池框架程式碼如下，功能自填：
操作執行緒池所需的函數介面：pthread_pool.c 、pthread_pool.h
把「執行緒池」想像成一個外包公司，你需要去完成的就是操作執行緒池所提供的函數介面。
pthread_pool.c
#include "pthread_pool.h"
/*
init_pool: 线程池初始化函数，初始化指定的线程池中有thread_num个初始线程
@pool：指针，指向您要初始化的那个线程池
@threa_num: 您要初始化的线程池中开始的线程数量
返回值：
成功 0
失败 -1
*/
int init_pool(pthread_pool * pool , unsigned int threa_num)
{
//初始化线程池的结构体
//初始化线程互斥锁
pthread_mutex_init(&pool->lock, NULL);
//初始化线程条件变量
pthread_cond_init(&pool->cond, NULL);
pool->shutdown = false ;// 不退出
pool->task_list = (struct task*)malloc(sizeof(struct task));
pool->tids = (pthread_t *)malloc(sizeof(pthread_t) * MAX_ACTIVE_THREADS);
if(pool->task_list == NULL || pool->tids == NULL)
{
perror("malloc memery error");
return -1;
}
pool->task_list->next = NULL;
//线程池中一开始初始化多少个线程来服役
pool->active_threads = threa_num;
//表示线程池中最多有多少个任务
pool->max_waiting_tasks = MAX_WAITING_TASKS;
//线程池中任务队列当前的任务数量
pool->cur_waiting_tasks = 0;
//创建thread_num个线程，并且让线程去执行任务调配函数，
//记录所有线程的tid
int i = 0;
for(i = 0; i tids)[i], NULL, routine, (void*)pool);
if(ret != 0)
{
perror("create thread error");
return -1;
}
printf("[%lu]:[%s] ===> tids[%d]:[%lu]",pthread_self(),
__FUNCTION__, i , pool->tids[i]);
}
return 0;
}
/*
routine: 任务调配函数。
所有线程开始都执行此函数，此函数会不断的从线程池的任务队列
中取下任务结点，去执行。
任务结点中包含“函数指针” h "函数参数"
*/
void * routine(void * arg)
{
//arg表示你的线程池的指针
while()
{
//获取线程互斥锁，lock
//当线程池没有结束的时候，不断地从线程池的任务队列取下结点
//去执行。
//释放线程互斥锁，unlock
//释放任务结点
}
}
/*
destroy_pool: 销毁线程池，销毁前要保证所有的任务已经完成
*/
int destroy_pool(pthread_pool * pool)
{
//释放所有空间 等待任务执行完毕(join)。
//唤醒所有线程
//利用join函数回收每一个线程资源。
}
/*
add_task：给任务队列增加任务， 把do_task指向的任务(函数指针)和
arg指向的参数保存到一个任务结点，添加到pool任务队列中。
@pool : 您要添加任务的线程池
@do_task ： 您需要添加的任务(cp_file)
@arg： 您要执行的任务的参数(文件描述符)
*/
int add_task(pthread_pool *pool,void*(* do_task)(void * arg), void*arg)
{
//把第二个参数和第三个参数封装成struct task
//再把它添加到 pool->task 任务队列中去
//注意任务队列是一个共享资源
//假如任务后要唤醒等待的线程。
}
//如果任务多的时候，往线程池中添加线程 pthread_create
int add_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num);
{
//新创建num个线程，让每一个线程去执行线程调配函数
//将每一个新创建的线程tid，添加到pool-> tids
}
//如果任务少的时候，减少线程池中线程的数量 pthread_cancel join
int remove_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num)
{
//用pthread_cancel取消num个线程
//利用pthread_join函数去回收资源。
}
pthread_pool.h
#ifndef __PTHREAD_POOL_H__
#define __PTHREAD_POOL_H__
//表示线程池中最多有多少个线程
#define MAX_ACTIVE_THREADS 20
//表示线程池中最多有多少个任务
#define MAX_WAITING_TASKS 1024
//任务队列(链表)上面的任务结点，只要能够描述好一个任务就可以了，
//线程会不断地任务队列取任务
struct task //任务结点
{
// 1. 任务结点表示的任务，“函数指针”指向任务要执行的函数(cp_file)
void*(* do_task)(void * arg);
//2. 指针，指向任务指向函数的参数(文件描述符)
void * arg;
//3. 任务结点类型的指针，指向下一个任务
struct task * next;
};
struct pthread_pool //线程池的实现
{
//一般会有如下成员
//互斥锁，用来保护这个“任务队列”
pthread_mutex_t lock; //互斥锁
//线程条件变量 表示“任务队列”是否有任务
pthread_cond_t cond; //条件变量
bool shutdown; //表示是否退出程序 bool：类型 false / true
//任务队列(链表)，指向第一个需要指向的任务
//所有的线程都从任务链表中获取任务 "共享资源"
struct task * task_list;
//线程池中有多个线程，每一个线程都有tid, 需要一个数组去保存tid
pthread_t * tids; //malloc()
//线程池中正在服役的线程数，当前线程个数
unsigned int active_threads;
//线程池任务队列最大的任务数量
unsigned int max_waiting_tasks;
//线程池任务队列上当前有多少个任务
unsigned int cur_waiting_tasks;
//......
};
/*
init_pool: 线程池初始化函数，初始化指定的线程池中有thread_num
个初始线程
@pool：指针，指向您要初始化的那个线程池
@threa_num: 您要初始化的线程池中开始的线程数量
返回值：
成功 0
失败 -1
*/
int init_pool(pthread_pool * pool , unsigned int threa_num);
/*
routine: 任务调配函数。
所有线程开始都执行此函数，此函数会不断的从线程池的任务队列
中取下任务结点，去执行。
任务结点中包含“函数指针” h "函数参数"
*/
void * routine(void * arg);
/*
destroy_pool: 销毁线程池，销毁前要保证所有的任务已经完成
*/
int destroy_pool(pthread_pool * pool);
/*
add_task：给任务队列增加任务， 把do_task指向的任务(函数指针)和
arg指向的参数保存到一个任务结点，添加到pool任务队列中。
@pool : 您要添加任务的线程池
@do_task ： 您需要添加的任务(cp_file)
@arg： 您要执行的任务的参数(文件描述符)
*/
int add_task(pthread_pool *pool,void*(* do_task)(void * arg), void*arg);
//如果任务多的时候，往线程池中添加线程 pthread_create
int add_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num);
//如果任务少的时候，减少线程池中线程的数量 pthread_cancel join
int remove_threads(pthread_pool * pool, unsigned int num);
#endif
以上是Linux C下線程池的使用的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
