linux下的c++线程池实现

我设计这个线程池的初衷是为了与socket对接的。线程池的实现变幻无穷，我得这个并不必定是最好的，但倒是否和我心目中需求模型的。现把部分设计思路和代码贴出，以期抛砖引玉。我的比较喜欢搞开源，因此你们若是以为有什么须要改善的地方，欢迎给予评论。思前想后，也没啥设计图能表达出设计思想，就把类图贴出来吧。

类图设计以下：

Command类是咱们的业务类。这个类里只能存放简单的内置类型，这样方便与socket的直接传输。我定义了一个cmd_成员用于存放命令字，arg_用于存放业务的参数。这个参数可使用分隔符来分隔各个参数。我设计的只是简单实现，若是有序列化操做了，彻底不须要使用我这种方法啦。

ThreadProcess就是业务处理类，这里边定义了各个方法用于进行业务处理，它将在ThreadPool中的Process函数中调用。

ThreadPool就是咱们的线程池类。其中的成员变量都是静态变量，Process就是线程处理函数。

#define MAX_THREAD_NUM 50 // 该值目前须要设定为初始线程数的整数倍
#define ADD_FACTOR 40 // 该值表示一个线程能够处理的最大任务数
#define THREAD_NUM 10 // 初始线程数

bshutdown_：用于线程退出。

command_：用于存听任务队列

command_cond_：条件变量

command_mutex_：互斥锁

icurr_thread_num_：当前线程池中的线程数

thread_id_map_：这个map用于存放线程对应的其它信息，我只存放了线程的状态，0为正常，1为退出。还能够定义其它的结构来存放更多的信息，例如存放套接字。

InitializeThreads：用于初始化线程池，先建立THREAD_NUM个线程。后期扩容也须要这个函数。

Process：线程处理函数，这里边会调用AddThread和DeleteThread在进行线程池的伸缩。

AddWork：往队列中添加一个任务。

ThreadDestroy：线程销毁函数。

AddThread：扩容THREAD_NUM个线程

DeleteThread：若是任务队列为空，则将原来的线程池恢复到THREAD_NUM个。这里能够根据须要进行修改。

 

如下贴出代码以供你们参考。

command.h

#ifndef COMMAND_H_ #define COMMAND_H_ class Command { public: int get_cmd(); char* get_arg(); void set_cmd(int cmd); void set_arg(char* arg); private: int cmd_; char arg_[65]; }; #endif /* COMMAND_H_ */

command.cpp

#include <string.h> #include "command.h" int Command::get_cmd() { return cmd_; } char* Command::get_arg() { return arg_; } void Command::set_cmd(int cmd) { cmd_ = cmd; } void Command::set_arg(char* arg) { if(NULL == arg) { return; } strncpy(arg_,arg,64); arg_[64] = '\0'; }

thread_process.h

#ifndef THREAD_PROCESS_H_ #define THREAD_PROCESS_H_ class ThreadProcess { public: void Process0(void* arg); void Process1(void* arg); void Process2(void* arg); }; #endif /* THREAD_PROCESS_H_ */

thread_process.cpp

#include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include "thread_process.h" void ThreadProcess::Process0(void* arg) { printf("thread %u is starting process %s\n",pthread_self(),arg); usleep(100*1000); } void ThreadProcess::Process1(void* arg) { printf("thread %u is starting process %s\n",pthread_self(),arg); usleep(100*1000); } void ThreadProcess::Process2(void* arg) { printf("thread %u is starting process %s\n",pthread_self(),arg); usleep(100*1000); }

thread_pool.h

#ifndef THREAD_POOL_H_ #define THREAD_POOL_H_ #include <map> #include <vector> #include "command.h" #define MAX_THREAD_NUM 50 // 该值目前须要设定为初始线程数的整数倍 #define ADD_FACTOR 40 // 该值表示一个线程能够处理的最大任务数 #define THREAD_NUM 10 // 初始线程数 class ThreadPool { public: ThreadPool() {}; static void InitializeThreads(); void AddWork(Command command); void ThreadDestroy(int iwait = 2); private: static void* Process(void* arg); static void AddThread(); static void DeleteThread(); static bool bshutdown_; static int icurr_thread_num_; static std::map<pthread_t,int> thread_id_map_; static std::vector<Command> command_; static pthread_mutex_t command_mutex_; static pthread_cond_t command_cond_; }; #endif /* THREAD_POOL_H_ */

thread_pool.cpp

#include <pthread.h> #include <stdlib.h> #include "thread_pool.h" #include "thread_process.h" #include "command.h" bool ThreadPool::bshutdown_ = false; int ThreadPool::icurr_thread_num_ = THREAD_NUM; std::vector<Command> ThreadPool::command_; std::map<pthread_t,int> ThreadPool::thread_id_map_; pthread_mutex_t ThreadPool::command_mutex_ = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_cond_t ThreadPool::command_cond_ = PTHREAD_COND_INITIALIZER; void ThreadPool::InitializeThreads() { for (int i = 0; i < THREAD_NUM ; ++i) { pthread_t tempThread; pthread_create(&tempThread, NULL, ThreadPool::Process, NULL); thread_id_map_[tempThread] = 0; } } void* ThreadPool::Process(void* arg) { ThreadProcess threadprocess; Command command; while (true) { pthread_mutex_lock(&command_mutex_); // 若是线程须要退出，则此时退出 if (1 == thread_id_map_[pthread_self()]) { pthread_mutex_unlock(&command_mutex_); printf("thread %u will exit\n", pthread_self()); pthread_exit(NULL); } // 当线程不须要退出且没有须要处理的任务时，须要缩容的则缩容，不须要的则等待信号 if (0 == command_.size() && !bshutdown_) { if(MAX_THREAD_NUM != THREAD_NUM) { DeleteThread(); if (1 == thread_id_map_[pthread_self()]) { pthread_mutex_unlock(&command_mutex_); printf("thread %u will exit\n", pthread_self()); pthread_exit(NULL); } } pthread_cond_wait(&command_cond_,&command_mutex_); } // 线程池须要关闭，关闭已有的锁，线程退出 if(bshutdown_) { pthread_mutex_unlock (&command_mutex_); printf ("thread %u will exit\n", pthread_self ()); pthread_exit (NULL); } // 若是线程池的最大线程数不等于初始线程数，则代表须要扩容 if(MAX_THREAD_NUM != THREAD_NUM) { AddThread(); } // 从容器中取出待办任务 std::vector<Command>::iterator iter = command_.begin(); command.set_arg(iter->get_arg()); command.set_cmd(iter->get_cmd()); command_.erase(iter); pthread_mutex_unlock(&command_mutex_); // 开始业务处理 switch(command.get_cmd()) { case 0: threadprocess.Process0(command.get_arg()); break; case 1: threadprocess.Process1(command.get_arg()); break; case 2: threadprocess.Process2(command.get_arg()); break; default: break; } } return NULL; // 彻底为了消除警告(eclipse编写的代码，警告很烦人) } void ThreadPool::AddWork(Command command) { bool bsignal = false; pthread_mutex_lock(&command_mutex_); if (0 == command_.size()) { bsignal = true; } command_.push_back(command); pthread_mutex_unlock(&command_mutex_); if (bsignal) { pthread_cond_signal(&command_cond_); } } void ThreadPool::ThreadDestroy(int iwait) { while(0 != command_.size()) { sleep(abs(iwait)); } bshutdown_ = true; pthread_cond_broadcast(&command_cond_); std::map<pthread_t,int>::iterator iter = thread_id_map_.begin(); for (; iter!=thread_id_map_.end(); ++iter) { pthread_join(iter->first,NULL); } pthread_mutex_destroy(&command_mutex_); pthread_cond_destroy(&command_cond_); } void ThreadPool::AddThread() { if(((icurr_thread_num_*ADD_FACTOR) < command_.size()) && (MAX_THREAD_NUM != icurr_thread_num_)) { InitializeThreads(); icurr_thread_num_ += THREAD_NUM; } } void ThreadPool::DeleteThread() { int size = icurr_thread_num_ - THREAD_NUM; std::map<pthread_t,int>::iterator iter = thread_id_map_.begin(); for(int i=0; i<size; ++i,++iter) { iter->second = 1; } }

main.cpp

#include "thread_pool.h" #include "command.h" int main() { ThreadPool thread_pool; thread_pool.InitializeThreads(); Command command; char arg[8] = {0}; for(int i=1; i<=1000; ++i) { command.set_cmd(i%3); sprintf(arg,"%d",i); command.set_arg(arg); thread_pool.AddWork(command); } sleep(10); // 用于测试线程池缩容  thread_pool.ThreadDestroy(); return 0; }

 

代码是按照google的开源c++编码规范编写。你们能够经过改变那几个宏的值来调整线程池。有问题你们一块儿讨论。