【C++】勉强能看的线程池详解

1、线程池管理器（ThreadPool）：用于创建并管理线程池，包括 创建线程池，销毁线程池，添加新任务；
2、工作线程（PoolWorker）：线程池中线程，在没有任务时处于等待状态，可以循环的执行任务；
3、任务接口（Task）：每个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的执行，它主要规定了任务的入口，任务执行完后的收尾工作，任务的执行状态等；
4、任务队列（taskQueue）：用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。

5、锁
6、条件变量

//E_Pthread_Pool.h 我的代码的头文件

#ifndef E_EPOLL_POOL_H
#define E_EPOLL_POOL_H

#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <list>	//据说list不安全，不安全就不安全吧，更不安全的都忍了
#include "d_pthread_cond.h"	//封装过的条件变量类，继承自封装的mutex锁类，所以具有锁和条件变量的双重属性

using namespace std;

class Task	//任务接口，每个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的执行
{
public:
    Task(){}
    virtual ~Task(){}
    virtual int run()=0; //留给子类实现
};

typedef list<Task *> list_task; //任务队列，用于暂存等待处理的任务，等待线程唤醒时处理，提供一种缓冲机制。

class E_PThread_Pool	//线程池类
{
public:
    E_PThread_Pool(unsigned int max=100,unsigned int min=10,unsigned int wait=60);
    ~E_PThread_Pool();
    void addTask(Task *task);	// 往任务队列中添加新线程

private:
    static void *taskThread(void *arg);// 工作线程
    void createThread();		// 新建一个线程
    void destroyThread();		// 销毁一个线程池
    
    unsigned int maxcount;		// 最大线程数
    unsigned int mincount; 		// 最小线程数
    unsigned int count;	 		// 当前线程池中线程数
    unsigned int waitcount; 	// 等待线程数
    unsigned int waitsec;		// 等待时间
    list_task	 taskList;      //任务队列
    D_Pthread_Cond taskCond;    //任务锁，线程接任务时使用
    D_Pthread_Cond cond;        //线程锁，创建线程时使用
    bool Stop;                  //线程池是否被允许运作，初始化线程池对象时置0，线程池销毁时置为1
};

#endif

//我的线程池源文件

#include "e_pthread_pool.h"

//开放接口1
E_PThread_Pool::E_PThread_Pool(unsigned int max,unsigned int min,unsigned int wait)
{
    //配置基本参数
    count = 0;		//当前线程池为空
    waitcount = 0;  //没有等待线程
    mincount = min;	//核心线程数（出厂配置）
    maxcount = max;	//最大线程数（能承受的最高配置）
    waitsec = wait;	//线程保活时长（过了时长还没接到任务，那就裁掉）
    Stop = false;	//允许运作

    //上锁，创建一定数量的线程作为初始线程池
    cond.lock();
        for (unsigned i = 0; i < mincount; i++)
        {
            createThread();	//跳转到这个函数的实现->->->->->
        }
    cond.unlock();
}

E_PThread_Pool::~E_PThread_Pool()
{
    destroyThread();	//销毁线程池
}

void E_PThread_Pool::createThread()
{
    pthread_t tid;
    int ret = pthread_create(&tid, NULL, taskThread, (void *)this);	
    //以执行taskThread()为目的创建线程，跳转到taskThread()函数的实现 ->->->->->
   
    if (ret < 0)
        perror("pthread create error");
    else
        count++;
}

// 工作线程
void * E_PThread_Pool::taskThread(void *arg)
{
    pthread_detach(pthread_self()); //设置线程自分离属性
    E_PThread_Pool *pool=(E_PThread_Pool *)arg;
    while(1)
    {
        pool->cond.lock();

//如果没有工作线程在等待
        if (pool->taskList.empty())
        {
            if(pool->Stop)	//当收到线程池停止运行的消息时
            {
                pool->count--;	//线程数减一
                pool->cond.unlock();	
                pthread_exit(NULL); //本线程强制退出
            }

            pool->waitcount++;	//等待任务的线程数加一
            bool bSignal = pool->cond.timewait(pool->waitsec); //新任务等待被唤醒
            pool->waitcount--;	//没等到，没事干，喝西北风了

            // 删除无用线程
            if (!bSignal && pool->count > pool->mincount)	//如果没事干 && 有多余线程
            {
                pool->count--;	//先裁员一个，不要一次做绝了，反正是在while循环里面，没事干裁员机会多得是
                pool->cond.unlock();
                pthread_exit(NULL);
            }
        }
        pool->cond.unlock();	//记得要释放锁

//如果有工作线程在等待
        if (!pool->taskList.empty())
        {
            pool->taskCond.lock();	//上任务锁
            Task *t = pool->taskList.front(); 	//获取任务队列中最前端的任务并执行
            pool->taskList.pop_front(); //移除被领取的任务
            pool->taskCond.unlock();//记得解锁

            t->run(); //任务开始
            delete t; //弄完就删了
        }
    }
    pthread_exit(NULL);
}

//开放接口2，向任务队列中添加任务
void E_PThread_Pool::addTask(Task *task)
{
    if (Stop)	//线程池是否停止工作
        return;

    //向任务队列中添加新任务
    taskCond.lock();	//上任务锁
        taskList.push_back(task);	//添加任务
    taskCond.unlock();	//记得解锁

    cond.lock();	//上线程锁
    if(waitcount)	//如果有空闲线程
    {
        cond.signal();	//唤醒一个线程
    }
    else if(count < maxcount)	//如果没有空闲线程，一般来说，走到这里面来，那这个线程池的设计是有点失败了	
    {
        createThread();	//那就创建一个
        cond.signal();	//然后唤醒
    }
    cond.unlock();
}


void E_PThread_Pool::destroyThread()
{
    printf("destroy?\n");

#if 0   //强行清理
    list_task::iterator it = taskList.begin();
    for (; it! = taskList.end(); it++)
    {
        Task *t = *it;
        delete t;

        t = NULL;
    }
    taskList.clear();
#endif

// 等待所有线程执行完毕
    Stop = true;
    while (count > 0)
    {
        cond.lock();
        cond.broadcast();	//广播
        cond.unlock();
        
        sleep(1);
    }
}