linux线程池

线程池: * 一种线程使用模式。线程过多会带来调度开销，进而影响缓存局部性和整体性能。而线程池维护着多个线程，等待着 监督管理者分配可并发执行的任务。这避免了在处理短时间任务时创建与销毁线程的代价。线程池不仅能够保证内核的充分利 用，还能防止过分调度。可用线程数量应该取决于可用的并发处理器、处理器内核、内存、网络sockets等的数量。

 线程池的应用场景：

* 1. 需要大量的线程来完成任务，且完成任务的时间比较短。 WEB服务器完成网页请求这样的任务，使用线程池技 术是非常合适的。因为单个任务小，而任务数量巨大，你可以想象一个热门网站的点击次数。 但对于长时间的任务，比如一个 Telnet连接请求，线程池的优点就不明显了。因为Telnet会话时间比线程的创建时间大多了。

* 2. 对性能要求苛刻的应用，比如要求服务器迅速响应客户请求。

* 3. 接受突发性的大量请求，但不至于使服务器因此产生大量线程的应用。突发性大量客户请求，在没有线程池情 况下，将产生大量线程，虽然理论上大部分操作系统线程数目最大值不是问题，短时间内产生大量线程可能使内存到达极限， 出现错误.

 线程池的种类：

* 线程池示例：

* 1. 创建固定数量线程池，循环从任务队列中获取任务对象，

* 2. 获取到任务对象后，执行任务对象中的任务接口  

代码的大概整体结构：

main.cc

#include "threadpool.hpp"
#include "task.hpp"
 
int main(){
    threadpool<task>* tp=new threadpool<task>();
    //在使用模板类时，始终需要提供具体的类型参数，这样编译器才能正确生成类型安全的代码。如果不加类型参数，将导致编译错误。
    tp->init();
    tp->start();
    int cnt=10;
    while(cnt){
        //向线程池推任务
        sleep(1);
        task t(1,1);
        tp->equeue(t);
        sleep(1);
        cout<<"cnt: "<<cnt--<<endl;
    }
    tp->stop();
    cout<<"stop!!!!!!!"<<endl;
    sleep(10);
    return 0;
}

task.hpp

#pragma once
#include
#include
using namespace std;
 
class task
{
public:
    task() {}
    task(int x, int y) : _x(x), _y(y)
    {
    }
    void excute()
    {
        _result = _x + _y;
    }
    void operator()(){
        excute();
    }
    string debug()
    {
        string msg = to_string(_x) + "+" + to_string(_y) + "=?";
        return msg;
    }
    string result()
    {
        string msg = to_string(_x) + "+" + to_string(_y) +"="+ to_string(_result);
        return msg;
    }
    ~task()
    {
    }
 
private:
    int _x;
    int _y;
    int _result;
};

thread.hpp

#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <pthread.h>
#include <functional> //回调方法
 
using namespace std;
namespace threadmodel // 构造一个命名空间
{
    //typedef void (*func_t)(threaddate *td);
    //    typedef void (*func_t)(const string &name); // func_t 是一个指向返回类型为 void 且有参数的函数的指针。
    //     // func_t 现在可以用作一个函数指针类型的别名，表示任何指向带字符串参数且返回类型为 void 的函数的指针。
    using func_t=function<void(const string&)>;//返回值为void，参数为空的函数类型
    class thread
    {
    public:
        void excute()
        {
            cout << _name << " is running ! " << endl;
            _running = true;
            _func(_name);       // 回调不仅回调运行，他还得结束
            _running = false; // 回调完就结束了
        }
 
    public:
        thread(const string &name, func_t func) : _name(name), _func(func)
        {
            cout << "create: " << name << " done! " << endl;
        }
        static void *threadroutine(void *agv)          // 只要线程启动，新线程都会启动这个方法
        {                                              // 因为是类内定义的方法，所以会隐含一个this指针参数,加了static就可以，这是因为 static 成员函数不与类的实例相关联，因此它不需要 this 指针。
            thread *self = static_cast<thread *>(agv); // 获得当前对象。因为要调用_func，但_func是动态的，静态函数无法访问所以传this指针访问
            self->excute();
            return nullptr;
        }
        bool start()
        { // 线程启动方法
            int n = ::pthread_create(&_tid, nullptr, threadroutine, this);
            // 使用::pthread_create确保调用的是全局命名空间中的pthread_create函数,避免当前命名空间内可能存在的同名函数的影响。
            // 直接使用 pthread_create 会根据当前命名空间查找，如果找到了同名函数，就会调用那个函数。
            if (n != 0)
                return false;
            return true;
        }
        string status()
        {
            if (_running)
            {
                return "running";
            }
            else
                return "sleep";
        }
        void stop()
        { // 线程停止方法
            if (_running)
            {                     // 得先有线程才能停止
                _running = false; // 状态停止
                ::pthread_cancel(_tid);
                cout << _name << " stop ! " << endl;
            }
        }
        void join()
        { // 线程等待方法
            if (!_running)
            { // 没有running才值得join
                ::pthread_join(_tid, nullptr);
                cout << _name << " join ! " << endl;
            }
        }
        string threadname()
        {
            return _name;
        }
        ~thread()
        {
        }
 
    private:
        string _name;   // 线程的名字
        pthread_t _tid; // 线程的id
        bool _running;  // 是否处于工作状态
        func_t _func;   // 线程要执行的回调函数
    };
};

threadpool.hpp 

#pragma once
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <string>
#include <vector>
#include <queue>
#include <functional>
#include "thread.hpp"
 
using namespace std;
using namespace threadmodel;
 
static const int faultnum = 5;
 
void test()
{
    while (true)
    {
        cout << "hello world" << endl;
        sleep(1);
    }
}
 
template <typename T>
class threadpool
{
private:
    void lockqueue()
    {
        pthread_mutex_lock(&_mutex);
    }
    void unlockqueue()
    {
        pthread_mutex_unlock(&_mutex);
    }
    void wakeup()
    {
        pthread_cond_signal(&_cond); // 唤醒一个
    }
    void wakeupall()
    {
        pthread_cond_broadcast(&_cond); // 唤醒全部
    }
    void Sleep()
    {
        pthread_cond_wait(&_cond, &_mutex); // 等待
    }
    bool isempty()
    {
        return _task_queue.empty();
    }
    void handlertask(const string &name)
    { // 每个线程都执行这个方法
        while (true)
        {
            // 拿任务
            lockqueue();
            while (isempty() && _isrunning) // 没任务并且线程不退出
            {                               // 防止伪唤醒·用while
                // 为空的任务列表，那就去休眠
                _sleep_thread_num++;
                Sleep();
                _sleep_thread_num--;
            }
            // 判定一种情况
            if (isempty() && !_isrunning)
            { // 任务队列空的并且线程池想退出
                cout << name << ": " << " quit" << endl ;
                unlockqueue();
                break;
            }
            // 有任务
            T t = _task_queue.front(); // 取任务
            _task_queue.pop();         // 老任务弹走
            unlockqueue();
 
            t(); // 处理任务，此处不用/不能在临界区中处理，避免浪费时间因为任务已经是你的了，你自己去处理，不占用公共资源
            cout << name << ": " << t.result() << endl;
        }
    }
 
public:
    threadpool(int thread_num = faultnum) : _thread_num(thread_num), _isrunning(false), _sleep_thread_num(0)
    {
        pthread_mutex_init(&_mutex, nullptr);
        pthread_cond_init(&_cond, nullptr);
    }
    void init()
    { // 初始化
        func_t func = bind(&threadpool::handlertask, this, placeholders::_1);
        for (int i = 0; i < _thread_num; i++)
        {
            string threadname = "thread-" + to_string(i + 1);
            _threads.emplace_back(threadname, func); // 提供名字和任务
            // emplace_back它的作用是在容器的末尾直接构造一个对象。emplace_back允许你直接传递构造对象所需的参数
        }
    }
    void start()
    { // 开始
        _isrunning = true;
        for (auto &threadd : _threads)
        {
            threadd.start();
        }
    }
    void equeue(const T &in)
    {                // 向线程池中推送任务
        lockqueue(); // 加
        if (_isrunning)//运行才可以
        {
            _task_queue.push(in);
            if (_sleep_thread_num > 0)
                wakeup(); // 唤醒
        }
        unlockqueue(); // 解
    }
    void stop()
    {
        lockqueue();
        _isrunning = false;
        wakeupall();
        unlockqueue();
    }
    ~threadpool()
    {
        pthread_mutex_destroy(&_mutex);
        pthread_cond_destroy(&_cond);
    }
 
private:
    int _thread_num;         // 期待有多少线程
    vector<thread> _threads; // 对象全在这里
    queue<T> _task_queue;    // 任务队列,他就是临界资源
    bool _isrunning;         // 是否运行
 
    int _sleep_thread_num; // 休眠的线程的个数
 
    pthread_mutex_t _mutex; // 对queue的锁
    pthread_cond_t _cond;   // 条件变量
};

日志：软件运行的记录信息，向显示器打印，向文件打印，特定的格式(统一格式输出) ；

格式：[日志等级][pid][filename][filenumber][time] 日志内容(支持可变参数)；

日志等级：

1. DEBUG

//详细的信息，用于调试程序。包括内部状态和控制流的信息。通常在开发和测试阶段使用。

2. INFO

//一般信息，表示程序正常运行时的重要事件。例如系统启动、关闭或者某个操作成功完成等。

3. WARNING

//警告信息，表示可能会导致问题的事件。并不意味着错误，但可能需要注意的情况，例如某个功能即将过时。

4. ERROR

//错误信息，表示程序中发生了问题。这些问题会影响某个特定的功能或操作，但不会导致程序崩溃。

5. FATAL  --致命的 

//致命错误，表示程序遇到严重问题并即将停止运行。例如，关键资源不可用，无法继续执行。