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day6 7 20240429 20240504 耗时#xff1a;240min
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第4章 LINUX环境编程——实现线程池
C基础 第3节 #define里面的行不能乱空行#xff0c;要换行就打\ typedef 是 C 和 C 中的一个关键字#xff0c;用于为已有的数据类型定义一个新的名字。…LINUX 入门 4
day6 7 20240429 20240504 耗时240min
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第4章 LINUX环境编程——实现线程池
C基础 第3节 #define里面的行不能乱空行要换行就打\ typedef 是 C 和 C 中的一个关键字用于为已有的数据类型定义一个新的名字。通过 typedef 可以为数据类型起一个更直观或者更易于理解的名字也可以用来简化复杂的数据类型声明。例如 unsigned long long int ULLONG; // 为 unsigned long long int 定义了一个新名字 ULLONGstatic void *nThreadPoolCallback(void *arg){ } 将 nThreadPoolCallback 函数声明为 static 可能是为了将其作用域限制在当前文件内部避免其它文件中的函数同名冲突,而不是全局作用域的函数。这样做有助于提高代码的可维护性和可读性因为这个函数只能在当前文件内部被访问和调用不会被其它文件意外地使用或修改。 第5节 struct nWorker *worker (struct nWorker*) arg;这行代码创建了一个指向 struct nWorker 结构的指针 worker并将其初始化为 (struct nWorker*) arg。通常这样的语句在多线程编程中会被用到其中 arg 是传递给线程的参数这里将其转换为 struct nWorker* 类型的指针以便在线程中使用。 第6节 pthread_cond_signal 和 pthread_cond_broadcast 是 POSIX 线程库中用于线程同步的函数通常与条件变量condition variable一起使用。 pthread_cond_signal 函数用于唤醒一个正在等待条件变量的线程。如果有多个线程正在等待条件变量那么只会唤醒其中的一个。通常情况下这是因为某个线程执行了某些操作使得条件变量的条件满足因此需要通知等待该条件变量的线程继续执行。pthread_cond_broadcast 函数用于唤醒所有正在等待条件变量的线程。这个函数会同时唤醒所有等待该条件变量的线程而不是像 pthread_cond_signal 那样只唤醒其中的一个。通常情况下这是在某个线程执行了某些操作使得多个线程都能继续执行时使用。 这两个函数通常与互斥锁mutex一起使用以实现线程之间的同步。当某个线程需要等待某个条件满足时它会先释放互斥锁并等待条件变量而其他线程则可能在条件不满足时进入等待状态。当条件满足时某个线程会调用 pthread_cond_signal 或 pthread_cond_broadcast 来唤醒等待的线程让它们继续执行。
1 线程池的使用场景与原理分析 使用场景 百万级的clientserver多线程 开线程来同时处理不同client发来的message but开不了那么多threadlinux下一个posix线程占8M 1G1024M开128个最多 16G内存最多开128*162048个thread 日志文件 disk磁盘操作比memory操作慢不是一个数量级日志存储到磁盘的文件里刷新到disk 处理IO读写准备好写log里的文字是memory操作 log存到文件是disk操作会引起thread挂起等IO就绪。 写log任务放到线程池里 线程池好处 避免线程太多内存memory耗尽 避免反复重复创建和销毁thread 创建完就放池子用完还回去 任务与执行分离日志写和存储写内容生成和存到文件 例子银行营业厅办业务的是任务 柜员是执行 def 线程池 任务队列执行队列管理组件 mutex或spinlock加锁 调节任务和执行
2 线程池的结构体定义 threadpool
线程池sdk组件封装software Development Kit 任务队列 任务组成先定义任务task struct 再任务队列链表串起tasks 双向链表 //1.定义task
struct nTask{void(*task_func)(struct nTask *task);//一个函数指针指向一个接受 struct nTask* 参数并且没有返回值的函数。这个指针用于表示任务的执行函数。void *user data;//一个指向 void 类型的指针用于存储任务函数可能需要的额外数据或参数。struct nTask *prev;struct nTask *next;
}; // 双向链表3 线程池的架构分析与实现
1 最底层系统层支持层——实现数据结构宏定义的基本操作
任务队列执行队列管理组件
链表struct操作直接用通讯录那一张的宏定义
#define LIST_INSERT(item, list)do{\item-prev NULL;\item-next list;\if((list)! NULL) (list)-prev item;\(list) item; \
} while(0)
//二级指针list要括号(*ppeople)#define LIST_REMOVE(item, list) do { \if (item-prev ! NULL) item-prev-next item-next; \if (item-next ! NULL) item-next-prev item-prev; \if (list item) list item-next; \item-prev item-next NULL; \
} while(0)//1.定义task
struct nTask{void(*task_func)(struct nTask *task);void *user data;struct nTask *prev;struct nTask *next;
};//2.执行
struct nWorker{pthread_t threadid;struct nWorker *prev;struct nWorker *next;
};//3管理组件 连接worker和task
struct nManager{struct nTask *tasks; //任务队列struct nWorker *workers; //执行队列pthread_mutex_t mutex; //加互斥锁pthread_cond_t cond; //加条件变量等待满足条件不锁了
};
2 接口层 在支持层上包一层
这里管理组件nManager就是threadpool这里对类型起别名用typedef
4个创建、销毁、加任务、线程涉及的回调函数
typedef struct nManager{struct nTask *tasks; //任务队列struct nWorker *workers; //执行队列pthread_mutex_t mutex; //加互斥锁pthread_cond_t cond; //加条件变量等待满足条件不锁了
}ThreadPool;static void *nThreadPoolCallback(void *arg){}int nThreadPoolCreate(ThreadPool*pool, int nworker){}int nThreadPoolDestroy(ThreadPool*pool, int nworker){}int nThreadPoolPushTask(ThreadPool*pool, struct nTask *task){}4 线程池初始化实现
多用才能对接口熟悉
函数—— 参数函数体返回值
最终function做成sdk所以做成API接口给其他人调就行初始化struct内四个除了task堆上malloc出来的动态数据要memset置零防止内容不确定野指针了业务功能callback一样但是实际task任务不同相当于task是callback的具体实现
// API
int nThreadPoolCreate(ThreadPool*pool, int numWorker){if(pool NULL) return -1;if(numWorker 1) numWorker 1; //运行线程没有那就默认1个// 2 对struct里4个初始化task外界扔进来不用pthread_cond_t blank_cond PHTREAD_COND_INITIALIZER; //定义空白锁的条件变量memcpy(pool-cond, blank_cond,sizeof(pthread_cond_t));//blank_cond 中的 pthread_cond_t 结构体的内容复制到 pool-cond 中。pthread_mutex_init(pool-mutex,NULL);int i 0;for(int i 0; i numWorker; i){struct nWorker *worker malloc(sizeof(struct nWorker));//创建失败if(worker NULL){perror(malloc);return -2;}memset(worker, 0,sizeof(struct worker));worker-manager pool;//创建线程int ret pthread_create(worker-threadid, NULL, nThreadPoolCallback, worker); //创建成功返回0失败1if(ret){perror(pthread_create);free(worker);return -3;}LIST_INSERT(worker, pool-worker);}return 0; //创建成功 callback是业务功能一样但是不等同于task任务但是执行的任务不同}
5 线程池的线程回调函数实现
核心三件事
判任务队列里有任务
没就等
有就拿出执行取用户数据
// API
// callback!task
static void *nThreadPoolCallback(void *arg){struct nWorker *worker (struct nWorker*) arg;while(1){pthread_mutex_lock(worker-manager-mutex); //对任务加一把锁while(worker-manager-tasks NULL){//判有任务没就等有就拿出执行取用户数据pthread_cond_wait(worker-manager-cond, worker-manager-mutex);}struct nTask *task worker-manager-tasks;LIST_REMOVE(task, worker-manager-tasks); //把任务队列tasks的首节点task执行完了移出来pthread_mutex_unlock(worker-manager-mutex);task-task_func(task-user_data);}free(worker);// but没有退出的break的地方struct nWorker里引入终止标识
}问题but没有退出的break的地方struct nWorker里引入终止标识
//2.执行
struct nWorker{pthread_t threadid;int terminate;struct nManager *manager; //worker需要有manager联系方式struct nWorker *prev;struct nWorker *next;
};同时
static void *nThreadPoolCallback(void *arg){struct nWorker *worker (struct nWorker*) arg;while(1){pthread_mutex_lock(worker-manager-mutex); //对任务加一把锁while(worker-manager-tasks NULL){//判有任务没就等有就拿出执行取用户数据if(worker-terminate) break; //是1就是终止pthread_cond_wait(worker-manager-cond, worker-manager-mutex);}if(worker-terminate){// 退出最外层while先解锁不然可能死锁了pthread_mutex_unlock(worker-manager-mutex); break; }struct nTask *task worker-manager-tasks;LIST_REMOVE(task, worker-manager-tasks); //把任务队列tasks的首节点task执行完了移出来pthread_mutex_unlock(worker-manager-mutex);task-task_func(task-user_data);}free(worker);// but没有退出的break的地方struct nWorker里引入终止标识
}
6 线程池的任务添加与线程池销毁
terminate置1就退出来了
int nThreadPoolDestroy(ThreadPool*pool, int nworker){struct nWorker *worker NULL;for(worker pool-workers; worker ! NULL; worker worker-next){worker-terminate;//都置1}//信号什么时候往下走广播使所有条件满足让信号往下走pthread_mutex_lock(pool-mutex);pthread_cond_broadcast(pool-cond);// 唤醒所有广播和等待用的同一把锁不会有死锁什么东西没听懂pthread_mutex_unlock(pool-mutex);pool-workers NULL;pool-tasks NULL;return 0;
}任务添加
int nThreadPoolPushTask(ThreadPool*pool, struct nTask *task){//通知thread有task来了pthread_mutex_lock(pool-mutex);LIST_INSERT(task, pool-tasks);//通知条件变量可满足唤醒一个threadpthread_cond_signal(pool-cond);pthread_mutex_unlock(pool-mutex);}
7 线程池代码gdb调试与bug修改
gcc -o threadpool threadpool.c -lpthread一堆错 有问题 视频里面没有写main后面的函数 根本看不懂了这里后面没法调
//
// sdk -- debug thread pool#if 1#define THREADPOOL_INIT_COUNT 20
#define TASK_INIT_SIZE 1000void task_entry(struct nTask *task) { //type //struct nTask *task (struct nTask*)task;int idx *(int *)task-user_data;printf(idx: %d\n, idx);free(task-user_data);free(task);
}int main(void) {ThreadPool pool {0};nThreadPoolCreate(pool, THREADPOOL_INIT_COUNT);// pool -- memset();int i 0;for (i 0;i TASK_INIT_SIZE;i ) {struct nTask *task (struct nTask *)malloc(sizeof(struct nTask));if (task NULL) {perror(malloc);exit(1);}memset(task, 0, sizeof(struct nTask));task-task_func task_entry;task-user_data malloc(sizeof(int));*(int*)task-user_data i;nThreadPoolPushTask(pool, task);}getchar();}#endif
gdb调试适合小工程
gcc -o threadpool threadpool.c -lpthread -g
gdb ./threadpool打断点 在判断的地方加breakpoint比如while if 有可能出现空指针 b 行数
b 64 (while判断)
b 76 (list remove)
b 115 (list insert)
r就是run
c(continue) 没有出现视频里的问题nThreadPoolCreate里少 memset(pool, 0, sizeof(ThreadPool)); b 80 (task-task_func)b 201(pushtask)rcc报错了 并没有解决了还是segmentation fault Thread 3 threadpool received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
[Switching to Thread 0x7ffff6fee700 (LWP 12096)]
0x0000000000400f08 in task_entry (task0x604a80) at threadpool.c:170
170 int idx *(int *)task-user_data;太丑了放弃了sourceinsight长得太丑了还卡的一批用vscode连虚拟机ok了 这节课基本没听懂云里雾里乱起八糟的 最后调出来了是这个问题 nThreadPoolCallback(void *arg)里面的task-task_func(task-user_data);改成 task-task_func(task);
