线程池的原理与C语言实现

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所属分类:linux技术
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V1.0 2024年6月11日 发布于博客园线程池(Thread Pool)是一种基于池化思想管理线程的工具,经常出现在多线程服务器中,如MySQL。


V1.0 2024年6月11日 发布于博客园

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线程池原理

线程池是什么

线程池(Thread Pool)是一种基于池化思想管理线程的工具,经常出现在多线程服务器中,如MySQL。

线程过多会带来额外的开销,其中包括创建销毁线程的开销、调度线程的开销等等,同时也降低了计算机的整体性能。线程池维护多个线程,等待监督管理者分配可并发执行的任务。这种做法,一方面避免了处理任务时创建销毁线程开销的代价,另一方面避免了线程数量膨胀导致的过分调度问题,保证了对内核的充分利用。

线程池的原理与C语言实现

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线程池模型(同进程池):

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多个子线程处理同一个客户连接上的不同任务

线程池的原理与C语言实现


使用线程池可以带来一系列好处:

  • 降低资源消耗(系统资源):通过池化技术重复利用已创建的线程,降低线程创建和销毁造成的损耗。
  • 提高线程的可管理性(系统资源):线程是稀缺资源,如果无限制创建,不仅会消耗系统资源,还会因为线程的不合理分布导致资源调度失衡,降低系统的稳定性。使用线程池可以进行统一的分配、调优和监控。
  • 提高响应速度(任务响应):任务到达时,无需等待线程创建即可立即执行。
  • 提供更多更强大的功能(功能扩展):线程池具备可拓展性,允许开发人员向其中增加更多的功能。比如延时定时线程池ScheduledThreadPoolExecutor,就允许任务延期执行或定期执行。

线程池解决的问题

线程池解决的核心问题就是资源管理问题。在并发环境下,系统不能够确定在任意时刻中,有多少任务需要执行,有多少资源需要投入。这种不确定性将带来以下若干问题:

  • 频繁申请/销毁资源和调度资源,将带来额外的消耗,可能会非常巨大。
  • 对资源无限申请缺少抑制手段,易引发系统资源耗尽的风险。
  • 系统无法合理管理内部的资源分布,会降低系统的稳定性。

动态创建子线程的缺点

通过动态创建子进程(或子线程)来实现并发服务器,这样做有如下缺点:

  • 动态创建进程(或线程)是比较耗费时间的,这将导致较慢的客户响应。
  • 动态创建的子进程(或子线程)通常只用来为一个客户服务(除非我们做特殊的处理),这将导致系统上产生大量的细微进程(或线程)。进程(或线程)间的切换将消耗大量CPU时间。
  • 动态创建的子进程是当前进程的完整映像。当前进程必须谨慎地管理其分配的文件描述符和堆内存等系统资源,否则子进程可能复制这些资源,从而使系统的可用资源急剧下降,进而影响服务器的性能。

线程池相关接口

线程池相关结构体

struct task 任务节点

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// 任务结点  单向链表的节点,类型 struct task {     void *(*do_task)(void *arg); // 任务函数指针  指向线程要执行的任务  格式是固定的     void *arg;					 // 需要传递给任务的参数,如果不需要,则NULL      struct task *next; // 指向下一个任务结点的指针 }; 

线程池接口

init_pool() 线程池初始化

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// 初始化线程池 pool线程池指针  threads_number 初始化线程的个数 bool init_pool(thread_pool *pool, unsigned int threads_number) {     // 初始化互斥锁     pthread_mutex_init(&pool->lock, NULL);      // 初始化条件量     pthread_cond_init(&pool->cond, NULL);      // 销毁标志 设置线程池为未关闭状态     pool->shutdown = false; // 不销毁      // 给任务链表的节点申请堆内存     pool->task_list = malloc(sizeof(struct task));      // 申请堆内存,用于存储创建出来的线程的ID     pool->tids = malloc(sizeof(pthread_t) * MAX_ACTIVE_THREADS);      // 错误处理,对malloc进行错误处理     if (pool->task_list == NULL || pool->tids == NULL)     {         perror("分配内存错误");         return false;     }      // 对任务链表中的节点的指针域进行初始化     pool->task_list->next = NULL;      // 设置线程池中处于等待状态的任务数量最大值     pool->max_waiting_tasks = MAX_WAITING_TASKS;      // 设置等待线程处理的任务的数量为0,说明现在没有任务     pool->waiting_tasks = 0;      // 设置线程池中活跃的线程的数量     pool->active_threads = threads_number;      int i;      // 循环创建活跃线程     for (i = 0; i < pool->active_threads; i++)     {         // 创建线程  把线程的ID存储在申请的堆内存         if (pthread_create(&((pool->tids)[i]), NULL,                            routine, (void *)pool) != 0)         {             perror("创建线程错误");             return false;         }     }      return true; } 

线程池初始化流程图

mermaid

graph TD A[初始化线程池] --> B[初始化互斥锁] B --> C[初始化条件变量] C --> D[分配任务链表内存] D --> E[分配线程ID数组内存] E --> F{内存分配是否成功?} F -- 否 --> G[打印错误信息] F -- 是 --> H[设置初始值] H --> I[创建指定数量线程] I --> J[线程池初始化完成]

add_task() 向线程池添加任务

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// 向线程池的任务链表中添加任务 bool add_task(thread_pool *pool,               void *(*do_task)(void *arg), void *arg) {     // 给任务链表节点申请内存     struct task *new_task = malloc(sizeof(struct task));     if (new_task == NULL) // 检查内存分配是否成功     {         perror("申请内存错误");         return false;     }      new_task->do_task = do_task; // 设置任务函数指针     new_task->arg = arg;		 // 设置任务参数     new_task->next = NULL;		 // 指针域设置为NULL  初始化任务的下一个指针      //============ LOCK =============//     pthread_mutex_lock(&pool->lock); // 加锁,保护共享资源     //===============================//      // 说明要处理的任务的数量大于能处理的任务数量     if (pool->waiting_tasks >= MAX_WAITING_TASKS) // 检查等待任务是否超过最大值     {         pthread_mutex_unlock(&pool->lock); // 解锁          fprintf(stderr, "任务太多.n"); // 打印错误信息         free(new_task);					// 释放新任务内存          return false;     }      struct task *tmp = pool->task_list; // 获取任务链表头      // 遍历链表,找到单向链表的尾节点     while (tmp->next != NULL)         tmp = tmp->next;      // 把新的要处理的任务插入到链表的尾部  尾插     tmp->next = new_task;      // 要处理的任务的数量+1 (等待任务数量+1)     pool->waiting_tasks++;      //=========== UNLOCK ============//     pthread_mutex_unlock(&pool->lock); // 解锁     //===============================//      // 唤醒第一个处于阻塞队列中的线程     pthread_cond_signal(&pool->cond);     return true; }  

add_thread() 增加活跃线程

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// 向线程池加入新线程 int add_thread(thread_pool *pool, unsigned additional_threads) {     // 判断需要添加的新线程的数量是否为0  如果没有要添加的线程,直接返回     if (additional_threads == 0)         return 0;      // 计算线程池中总线程的数量     unsigned total_threads =         pool->active_threads + additional_threads;      int i, actual_increment = 0; // 初始化计数器      // 循环创建新线程     for (i = pool->active_threads; i < total_threads && i < MAX_ACTIVE_THREADS; i++)     {         // 创建新线程         if (pthread_create(&((pool->tids)[i]),                            NULL, routine, (void *)pool) != 0)         {             perror("增加活跃线程错误"); // 打印错误信息              // 如果没有成功创建任何线程,返回错误             if (actual_increment == 0)                 return -1;              break; // 退出循环         }         actual_increment++; // 增加计数器     }     // 记录此时线程池中活跃线程的总数     pool->active_threads += actual_increment; // 更新活跃线程数     return actual_increment;				  // 返回实际增加的线程数 } 

remove_thread()删除活跃线程

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// 从线程池中删除线程 int remove_thread(thread_pool *pool, unsigned int removing_threads) {     if (removing_threads == 0)         return pool->active_threads; // 如果没有要删除的线程,直接返回      int remaining_threads = pool->active_threads - removing_threads;   // 计算剩余线程数     remaining_threads = remaining_threads > 0 ? remaining_threads : 1; // 确保至少有一个线程      int i;     for (i = pool->active_threads - 1; i > remaining_threads - 1; i--) // 循环取消线程     {         errno = pthread_cancel(pool->tids[i]); // 取消线程          if (errno != 0) // 检查取消是否成功             break;      }      if (i == pool->active_threads - 1) // 如果没有成功取消任何线程,返回错误         return -1;     else     {         pool->active_threads = i + 1; // 更新活跃线程数         return i + 1;				  // 返回剩余线程数     } } 

destroy_pool()销毁线程池

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// 销毁线程池 bool destroy_pool(thread_pool *pool) {     // 1,激活所有线程 设置关闭标志     pool->shutdown = true;     pthread_cond_broadcast(&pool->cond); // 唤醒所有等待中的线程      // 2, 等待线程们执行完毕     int i;     for (i = 0; i < pool->active_threads; i++) // 循环等待所有线程退出     {         /** 		 * pthread_join(pool->tids[i], NULL) 的作用是等待线程池中第 i 个线程终止,并清理其相关资源。通过这种方式,可以确保在销毁线程池时,所有线程都已经安全地终止。 		 * pthread_join 是 POSIX 线程库中的一个函数,用于等待一个线程的终止。它的功能类似于进程中的 wait 系统调用。 		 */         errno = pthread_join(pool->tids[i], NULL); // 等待线程退出         if (errno != 0)							   // 检查等待是否成功         {             printf("join tids[%d] error: %sn",                    i, strerror(errno)); // 打印错误信息         }         else             printf("[%u] is joinedn", (unsigned)pool->tids[i]); // 打印线程退出信息     }      // 3, 销毁线程池     free(pool->task_list); // 释放任务链表内存     free(pool->tids);	   // 释放线程ID数组内存     free(pool);			   // 释放线程池结构体内存      return true; } 

线程池实例

main.c

#include "thread_pool.h" // 包含线程池头文件  // 任务函数, 打印一次线程任务信息,并等待n秒,模拟真正的线程任务 void *mytask(void *arg) {     int n = (int)arg; // 要执行的秒数 将参数转换为整数, 强制转换才能使用      /** 	 * %u:无符号整数(unsigned int) 	 * pthread_self():这是一个 POSIX 线程库函数,返回调用它的线程的线程 ID。 	 * __FUNCTION__:这是一个预定义的宏,扩展为当前函数的名称。它在调试和日志记录时非常有用,可以显示当前正在执行的函数名。 	 */     printf("[%u][%s] ==>工作将会在这里被执行 %d 秒...n",            (unsigned)pthread_self(), __FUNCTION__, n); // 打印任务开始信息      sleep(n);      printf("[%u][%s] ==> 工作完毕!n",            (unsigned)pthread_self(), __FUNCTION__); // 打印任务完成信息      return NULL; } // 计时函数 void *count_time(void *arg) {     int i = 0; // 初始化计数器     while (1)     {         sleep(1);         printf("sec: %dn", ++i); // 打印经过的秒数     } }  int main(void) {     pthread_t a;								// 定义一个线程ID     pthread_create(&a, NULL, count_time, NULL); // 创建计时线程      // 1, 初始化线程池     thread_pool *pool = malloc(sizeof(thread_pool)); // 分配内存给 线程池管理结构体     init_pool(pool, 2);								 // 初始化线程池,创建2个线程      // 2, 添加任务     printf("向线程池中投送3个任务...n");     /** 	 * rand() 是 C 标准库函数,定义在 <stdlib.h> 头文件中。它返回一个伪随机数, 	 * 		 范围在 0 到 RAND_MAX 之间,RAND_MAX 是一个宏,通常定义为 32767。 	 * 	 * rand() % 10 的结果是 rand() 产生的随机数对 10 取模的结果,也就是说,它会返回一个 0 到 9 之间的整数(包括 0 和 9) 	 * 	 * 线程函数和任务函数通常需要一个 void * 类型的参数,以便能够传递任意类型的数据。在这种情况下,任务函数 mytask 需要一个 void * 类型的参数。 	 */     add_task(pool, mytask, (void *)(rand() % 10));     add_task(pool, mytask, (void *)(rand() % 10));     add_task(pool, mytask, (void *)(rand() % 10));      // 3, 检查活跃线程数量     printf("当前活跃的线程数量: %dn",            remove_thread(pool, 0)); // 打印当前活跃线程数     sleep(9);						// 等待9秒      // 4, 添加更多任务     printf("向线程池中投送2个任务...n"); // 打印信息     add_task(pool, mytask, (void *)(rand() % 10));     add_task(pool, mytask, (void *)(rand() % 10));      // 5, 添加线程     add_thread(pool, 2); // 添加2个线程      sleep(5); // 等待5秒      // 6, 删除线程     printf("从线程池中删除3个活跃线程, "            "当前线程数量: %dn",            remove_thread(pool, 3));      // 7, 销毁线程池     destroy_pool(pool); // 销毁线程池     return 0;			// 程序正常结束 }  

实际使用时, 只需要将上述代码中的 mytask 函数修改为我们需要实现的功能函数即可

主函数流程图

graph TD A[主函数开始] --> B[定义线程ID] B --> C[创建计时线程] C --> D[初始化线程池] D --> E[分配内存给线程池] E --> F[初始化线程池,创建2个线程] F --> G[添加任务] G --> H[打印信息: throwing 3 tasks...] H --> I[添加任务1] I --> J[添加任务2] J --> K[添加任务3] K --> L[检查活跃线程数量] L --> M[打印当前活跃线程数] M --> N[等待9秒] N --> O[添加更多任务] O --> P[打印信息: throwing another 2 tasks...] P --> Q[添加任务4] Q --> R[添加任务5] R --> S[添加线程] S --> T[添加2个线程] T --> U[等待5秒] U --> V[删除线程] V --> W[打印信息: remove 3 threads...] W --> X[删除3个线程] X --> Y[销毁线程池] Y --> Z[销毁线程池并释放资源] Z --> AA[主函数结束]

thread_pool.h

#ifndef _THREAD_POOL_H_ #define _THREAD_POOL_H_  #include <stdio.h>	 // 标准输入输出库 #include <stdbool.h> // 布尔类型库 #include <unistd.h>	 // UNIX 标准库,包含 sleep 函数 #include <stdlib.h>	 // 标准库,包含 malloc 和 free 函数 #include <string.h>	 // 字符串处理库 #include <strings.h> // 字符串处理库  #include <errno.h>	 // 错误号库 #include <pthread.h> // POSIX 线程库  #define MAX_WAITING_TASKS 1000 // 处于等待状态的任务数量最大为1000 #define MAX_ACTIVE_THREADS 20  // 活跃线程的最大数量, 但该数量最佳应该==CPU一次性可执行的线程数量, 例如6核12线程, 则为12  /*************第一步: 构建任务结构体******************/ // 任务结点  单向链表的节点,类型 struct task {     void *(*do_task)(void *arg); // 任务函数指针  指向线程要执行的任务  格式是固定的     void *arg;					 // 需要传递给任务的参数,如果不需要,则NULL      struct task *next; // 指向下一个任务结点的指针 };  // 线程池的管理结构体 typedef struct thread_pool {     pthread_mutex_t lock; // 互斥锁, 用于保护任务队列     pthread_cond_t cond;  // 条件量, 代表任务队列中任务个数的变化---如果主线程向队列投放任务, 则可以通过条件变量来唤醒哪些睡着了的线程      bool shutdown; // 是否需要销毁线程池, 控制线程退出, 进而销毁整个线程池      struct task *task_list; // 用于存储任务的链表, 任务队列刚开始没有任何任务, 是一个具有头节点的空链队列      pthread_t *tids; // 用于记录线程池中线程的ID      unsigned max_waiting_tasks; // 线程池中处于等待状态的任务数量最大值     unsigned waiting_tasks;		// 处于等待状态的线程数量     unsigned active_threads;	// 正在活跃的线程数量 } thread_pool;  // 初始化线程池 bool init_pool(thread_pool *pool, unsigned int threads_number);  // 向线程池中添加任务 bool add_task(thread_pool *pool, void *(*do_task)(void *arg), void *task);  // 先线程池中添加线程 int add_thread(thread_pool *pool, unsigned int additional_threads_number);  // 从线程池中删除线程 int remove_thread(thread_pool *pool, unsigned int removing_threads_number);  // 销毁线程池 bool destroy_pool(thread_pool *pool);  // 任务函数 线程例程 void *routine(void *arg);  #endif  

thread_pool.c

#include "thread_pool.h" // 包含线程池头文件  // 线程取消处理函数,确保线程取消时解锁互斥锁 void handler(void *arg) {     printf("[%u] 结束了.n",            (unsigned)pthread_self()); // 打印线程结束信息      pthread_mutex_unlock((pthread_mutex_t *)arg); // 解锁互斥锁 }  // 线程执行的任务函数 void *routine(void *arg) {     // 调试     #ifdef DEBUG     printf("[%u] is started.n",            (unsigned)pthread_self()); // 打印线程开始信息     #endif      // 把需要传递给线程任务的参数进行备份     thread_pool *pool = (thread_pool *)arg; // 将传入的参数转换为线程池指针     struct task *p;							// 定义一个任务指针      while (1) // 无限循环,持续处理任务     {         /* 		** push a cleanup functon handler(), make sure that 		** the calling thread will release the mutex properly 		** even if it is cancelled during holding the mutex. 		** 		** NOTE: 		** pthread_cleanup_push() is a macro which includes a 		** loop in it, so if the specified field of codes that 		** paired within pthread_cleanup_push() and pthread_ 		** cleanup_pop() use 'break' may NOT break out of the 		** truely loop but break out of these two macros. 		** see line 61 below. 		*/         /* 		 * 注意: 		 * 推送一个清理函数handler(),确保调用线程将正确释放互斥量,即使它在持有互斥量期间被取消。 		 * 		 * pthread_cleanup_push()是一个宏,其中包含一个循环, 		 * 所以如果在pthread_cleanup_push()和pthread_ cleanup_pop()中配对的代码的指定字段使用` break `可能不会跳出真正的循环, 		 * 而是跳出这两个宏。参见下面的第61行。 		 */         //================================================//         pthread_cleanup_push(handler, (void *)&pool->lock); // 注册取消处理函数         pthread_mutex_lock(&pool->lock);					// 加锁,保护共享资源         //================================================//          // 1,如果没有任务且线程池未关闭,则等待         while (pool->waiting_tasks == 0 && !pool->shutdown)         {             pthread_cond_wait(&pool->cond, &pool->lock); // 等待条件变量         }          // 2,  如果没有任务且线程池已关闭,则退出         if (pool->waiting_tasks == 0 && pool->shutdown == true)         {             pthread_mutex_unlock(&pool->lock); // 解锁             pthread_exit(NULL);				   // CANNOT use 'break';  退出线程         }          // 3,    有任务则取出任务         p = pool->task_list->next;		 // 获取第一个任务         pool->task_list->next = p->next; // 将任务从链表中移除         pool->waiting_tasks--;			 // 减少等待任务计数          //================================================//         pthread_mutex_unlock(&pool->lock); // 解锁         pthread_cleanup_pop(0);			   // 取消注册的取消处理函数         //================================================//          pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_DISABLE, NULL); // 禁止线程取消         (p->do_task)(p->arg);								  // 执行任务         pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE, NULL);  // 允许线程取消          free(p); // 释放任务内存     }      pthread_exit(NULL); // 退出线程 }  // 初始化线程池 pool线程池指针  threads_number 初始化线程的个数 bool init_pool(thread_pool *pool, unsigned int threads_number) {     // 初始化互斥锁     pthread_mutex_init(&pool->lock, NULL);      // 初始化条件量     pthread_cond_init(&pool->cond, NULL);      // 销毁标志 设置线程池为未关闭状态     pool->shutdown = false; // 不销毁      // 给任务链表的节点申请堆内存     pool->task_list = malloc(sizeof(struct task));      // 申请堆内存,用于存储创建出来的线程的ID     pool->tids = malloc(sizeof(pthread_t) * MAX_ACTIVE_THREADS);      // 错误处理,对malloc进行错误处理     if (pool->task_list == NULL || pool->tids == NULL)     {         perror("分配内存错误");         return false;     }      // 对任务链表中的节点的指针域进行初始化     pool->task_list->next = NULL;      // 设置线程池中处于等待状态的任务数量最大值     pool->max_waiting_tasks = MAX_WAITING_TASKS;      // 设置等待线程处理的任务的数量为0,说明现在没有任务     pool->waiting_tasks = 0;      // 设置线程池中活跃的线程的数量     pool->active_threads = threads_number;      int i;      // 循环创建活跃线程     for (i = 0; i < pool->active_threads; i++)     {         // 创建线程  把线程的ID存储在申请的堆内存         if (pthread_create(&((pool->tids)[i]), NULL,                            routine, (void *)pool) != 0)         {             perror("创建线程错误");             return false;         }          // 用于调试         #ifdef DEBUG         printf("[%u]:[%s] ==> tids[%d]: [%u] is created.n",                (unsigned)pthread_self(), __FUNCTION__,                i, (unsigned)pool->tids[i]); // 打印线程创建信息         #endif     }      return true; }  // 向线程池的任务链表中添加任务 bool add_task(thread_pool *pool,               void *(*do_task)(void *arg), void *arg) {     // 给任务链表节点申请内存     struct task *new_task = malloc(sizeof(struct task));     if (new_task == NULL) // 检查内存分配是否成功     {         perror("申请内存错误");         return false;     }      new_task->do_task = do_task; // 设置任务函数指针     new_task->arg = arg;		 // 设置任务参数     new_task->next = NULL;		 // 指针域设置为NULL  初始化任务的下一个指针      //============ LOCK =============//     pthread_mutex_lock(&pool->lock); // 加锁,保护共享资源     //===============================//      // 说明要处理的任务的数量大于能处理的任务数量     if (pool->waiting_tasks >= MAX_WAITING_TASKS) // 检查等待任务是否超过最大值     {         pthread_mutex_unlock(&pool->lock); // 解锁          fprintf(stderr, "任务太多.n"); // 打印错误信息         free(new_task);					// 释放新任务内存          return false;     }      struct task *tmp = pool->task_list; // 获取任务链表头      // 遍历链表,找到单向链表的尾节点     while (tmp->next != NULL)         tmp = tmp->next;      // 把新的要处理的任务插入到链表的尾部  尾插     tmp->next = new_task;      // 要处理的任务的数量+1 (等待任务数量+1)     pool->waiting_tasks++;      //=========== UNLOCK ============//     pthread_mutex_unlock(&pool->lock); // 解锁     //===============================//      // 调试     #ifdef DEBUG     printf("[%u][%s] ==> a new task has been added.n",            (unsigned)pthread_self(), __FUNCTION__); // 打印任务添加信息     #endif      // 唤醒第一个处于阻塞队列中的线程     pthread_cond_signal(&pool->cond);     return true; }  // 向线程池加入新线程 int add_thread(thread_pool *pool, unsigned additional_threads) {     // 判断需要添加的新线程的数量是否为0  如果没有要添加的线程,直接返回     if (additional_threads == 0)         return 0;      // 计算线程池中总线程的数量     unsigned total_threads =         pool->active_threads + additional_threads;      int i, actual_increment = 0; // 初始化计数器      // 循环创建新线程     for (i = pool->active_threads; i < total_threads && i < MAX_ACTIVE_THREADS; i++)     {         // 创建新线程         if (pthread_create(&((pool->tids)[i]),                            NULL, routine, (void *)pool) != 0)         {             perror("增加活跃线程错误"); // 打印错误信息              // 如果没有成功创建任何线程,返回错误             if (actual_increment == 0)                 return -1;              break; // 退出循环         }         actual_increment++; // 增加计数器          #ifdef DEBUG         printf("[%u]:[%s] ==> tids[%d]: [%u] is created.n",                (unsigned)pthread_self(), __FUNCTION__,                i, (unsigned)pool->tids[i]); // 打印线程创建信息         #endif     }      // 记录此时线程池中活跃线程的总数     pool->active_threads += actual_increment; // 更新活跃线程数     return actual_increment;				  // 返回实际增加的线程数 } // 从线程池中删除线程 int remove_thread(thread_pool *pool, unsigned int removing_threads) {     if (removing_threads == 0)         return pool->active_threads; // 如果没有要删除的线程,直接返回      int remaining_threads = pool->active_threads - removing_threads;   // 计算剩余线程数     remaining_threads = remaining_threads > 0 ? remaining_threads : 1; // 确保至少有一个线程      int i;     for (i = pool->active_threads - 1; i > remaining_threads - 1; i--) // 循环取消线程     {         errno = pthread_cancel(pool->tids[i]); // 取消线程          if (errno != 0) // 检查取消是否成功             break;          #ifdef DEBUG         printf("[%u]:[%s] ==> cancelling tids[%d]: [%u]...n",                (unsigned)pthread_self(), __FUNCTION__,                i, (unsigned)pool->tids[i]); // 打印线程取消信息         #endif     }      if (i == pool->active_threads - 1) // 如果没有成功取消任何线程,返回错误         return -1;     else     {         pool->active_threads = i + 1; // 更新活跃线程数         return i + 1;				  // 返回剩余线程数     } } // 销毁线程池 bool destroy_pool(thread_pool *pool) {     // 1,激活所有线程 设置关闭标志     pool->shutdown = true;     pthread_cond_broadcast(&pool->cond); // 唤醒所有等待中的线程      // 2, 等待线程们执行完毕     int i;     for (i = 0; i < pool->active_threads; i++) // 循环等待所有线程退出     {         /** 		 * pthread_join(pool->tids[i], NULL) 的作用是等待线程池中第 i 个线程终止,并清理其相关资源。通过这种方式,可以确保在销毁线程池时,所有线程都已经安全地终止。 		 * pthread_join 是 POSIX 线程库中的一个函数,用于等待一个线程的终止。它的功能类似于进程中的 wait 系统调用。 		 */         errno = pthread_join(pool->tids[i], NULL); // 等待线程退出         if (errno != 0)							   // 检查等待是否成功         {             printf("join tids[%d] error: %sn",                    i, strerror(errno)); // 打印错误信息         }         else             printf("[%u] is joinedn", (unsigned)pool->tids[i]); // 打印线程退出信息     }      // 3, 销毁线程池     free(pool->task_list); // 释放任务链表内存     free(pool->tids);	   // 释放线程ID数组内存     free(pool);			   // 释放线程池结构体内存      return true; }  

线程执行的任务函数流程图

void *routine(void *arg)

mermaid

graph TD A[线程执行的任务函数开始] --> B[注册取消处理函数] B --> C[加锁] C --> D{是否有任务 且 线程池未关闭?} D -- 否 --> E[等待条件变量] D -- 是 --> F{是否没有任务 且 线程池已关闭?} F -- 是 --> G[解锁并退出线程] F -- 否 --> H[取出任务] H --> I[从链表中移除任务] I --> J[减少等待任务计数] J --> K[解锁] K --> L[取消注册的取消处理函数] L --> M[禁止线程取消] M --> N[执行任务] N --> O[允许线程取消] O --> P[释放任务内存] P --> A

销毁线程池流程图

mermaid

graph TD A[销毁线程池] --> B[设置关闭标志] B --> C[唤醒所有等待线程] C --> D[等待所有线程终止] D --> E[释放任务链表内存] E --> F[释放线程ID数组内存] F --> G[释放线程池结构体内存] G --> H[线程池销毁完成]

参考