Linux下简单线程池的实现

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Linux下简单线程池的实现相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

线程池的技术背景

   在面向对象编程中,创建和销毁对象是很费时间的,因为创建一个对象要获取内存资源或者其它更多资源。在Java中更是如此,虚拟机将试图跟踪每一个对象,以便能够在对象销毁后进行垃圾回收。所以提高服务程序效率的一个手段就是尽可能减少创建和销毁对象的次数,特别是一些很耗资源的对象创建和销毁。如何利用已有对象来服务(不止一个不同的任务)就是一个需要解决的关键问题,其实这就是一些"池化资源"技术产生的原因。比如大家所熟悉的数据库连接池正是遵循这一思想而产生的,本文将介绍的线程池技术同样符合这一思想。

   目前,一些著名的大公司都特别看好这项技术,并早已经在他们的产品中应用该技术。比如IBM的WebSphere,IONA的Orbix 2000在SUN的 Jini中,Microsoft的MTS(Microsoft Transaction Server 2.0),COM+等。

现在您是否也想在服务器程序应用该项技术?

 

线程池技术如何提高服务器程序的性能

   我所提到服务器程序是指能够接受客户请求并能处理请求的程序,而不只是指那些接受网络客户请求的网络服务器程序。

   多线程技术主要解决处理器单元内多个线程执行的问题,它可以显著减少处理器单元的闲置时间,增加处理器单元的吞吐能力。但如果对多线程应用不当,会增加对单个任务的处理时间。可以举一个简单的例子:

 

假设在一台服务器完成一项任务的时间为T

T1 创建线程的时间                                 

T2 在线程中执行任务的时间,包括线程间同步所需时间 

T3 线程销毁的时间                                 

显然T = T1+T2+T3。注意这是一个极度简化的假设。


   可以看出T1,T3是多线程本身的带来的开销,我们渴望减少T1,T3所用的时间,从而减少T的时间。但一些线程的使用者并没有注意到这一点,所以在程序中频繁的创建或销毁线程,这导致T1和T3在T中占有相当比例(在传统的多线程服务器模型中是这样实现的:一旦有个请求到达,就创建一个新的线程,由该线程执行任务,任务执行完毕之后,线程就退出。这就是"即时创建,即时销毁"的策略。尽管与创建进程相比,创建线程的时间已经大大的缩短,但是如果提交给线程的任务是执行时间较短,而且执行次数非常频繁,那么服务器就将处于一个不停的创建线程和销毁线程的状态。这笔开销是不可忽略的,尤其是线程执行的时间非常非常短的情况。)。显然这是突出了线程的弱点(T1,T3),而不是优点(并发性)。

   线程池技术正是关注如何缩短或调整T1,T3时间的技术,从而提高服务器程序性能的。它把T1,T3分别安排在服务器程序的启动和结束的时间段或者一些空闲的时间段(在应用程序启动之后,就马上创建一定数量的线程,放入空闲的队列中。这些线程都是处于阻塞状态,这些线程只占一点内存,不占用CPU。当任务到来后,线程池将选择一个空闲的线程,将任务传入此线程中运行。当所有的线程都处在处理任务的时候,线程池将自动创建一定的数量的新线程,用于处理更多的任务。执行任务完成之后线程并不退出,而是继续在线程池中等待下一次任务。当大部分线程处于阻塞状态时,线程池将自动销毁一部分的线程,回收系统资源),这样在服务器程序处理客户请求时,不会有T1,T3的开销了。

   线程池不仅调整T1,T3产生的时间段,而且它还显著减少了创建线程的数目。再看一个例子:

   假设一个服务器一天要处理50000个请求,并且每个请求需要一个单独的线程完成。我们比较利用线程池技术和不利于线程池技术的服务器处理这些请求时所产生的线程总数。在线程池中,线程数一般是固定的,所以产生线程总数不会超过线程池中线程的数目或者上限(以下简称线程池尺寸),而如果服务器不利用线程池来处理这些请求则线程总数为50000。一般线程池尺寸是远小于50000。所以利用线程池的服务器程序不会为了创建50000而在处理请求时浪费时间,从而提高效率


简单线程池的实现

       1、线程池,顾名思义,就是要创建很多线程。创建线程的函数pthread_creat()应该是最容易被想到的。有线程创建就要有线程退出pthread_exit(),在线程退出前,如果线程没有设置pthread_detach()属性,那么显然要回收线程资源pthread_join()。当然咯,可能要获取线程的ID值pthread_self()。

以上是关于Linux下简单线程池的实现的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

一个Linux下C线程池的实现

线程池的原理与实现

自己实现一个简单的线程池

线程池的探索(下)

Linux线程池

一个简单线程池的实现