20170916_Linux下线程池技术

1、问题的起因:

(1)在服务器程序中,经常是每当来一个客户端的连接请求时,服务器主线程就会创建一个与之对应的子线程来为这个客户端进行服务,也就是进行数据的IO处理操作。

现在,假设出现这样的情况:就是说在某一段时间内,有大量的客户端要求接入请求服务器的资源,服务器就应该为这些客户端依次创建一 一对应的子线程来为之服务,服务结束过之后再依次销毁这些刚才创建好的子线程。也即,服务器的工作模式是:“  创建线程——> 处理客户请求——>销毁线程 ”。

但是,如果这些子线程执行任务的时间并不长,或者说线程处理客户请求的时间都很短,那么,服务器将会花费大量的时间消耗在“ 创建线程和销毁线程 ”上,而不是把宝贵的时间花费在真正的“ 处理客户请求 ”上,所以这会严重影响服务器的性能。

(2)那该怎么解决呢?

通常对于上面这种情况,线程池就派生用场了。服务器会预先派生出一定数量的线程,由这些线程组成“  线程池 ”,并让线程池中的线程都阻塞在某个条件上,如“ 等待客户接入的条件 ”。这时,当有客户端请求接入的时候,就从线程池中唤醒一个线程去处理这个客户端的请求,在请求处理完成之后,该线程就回到原来的阻塞状态继续等待其他的客户端接入请求。

这样,服务器的工作模式就变成了:

事先创建好一批处于阻塞状态的线程组成线程池,并等待客户端的接入——>当客户端接入到来时,从线程池中唤醒一个线程去处理客户端请求——>客户端请求处理完成之后,再使该线程回到原来的阻塞状态——>······——>(这是一个循环过程)——>全部处理完所有的客户请求之后,再销毁该线程池即可。

(3)例如,一个服务器每天接入的客户有10000个,但是,同时在线的最多只有5000个。如果不采用线程池,服务器处理10000个客户将创建10000个线程去处理;而采用线程池,则一开始就创建5000个线程的线程池,每当有客户接入时就从线程池中取出一个线程处理客户请求,处理完成后将线程放回线程池中再等待下一次的客户请求。当所有客户处理完成之后销毁线程池,这样就大大节省了服务器创建线程和销毁线程的时间。

2、线程池主要由下面四个部分组成:

  • 线程池管理器:用于创建和管理线程池。

  • 工作线程:即线程池中的线程,用于实际处理任务的。

  • 任务接口:提供处理任务的接口,供工作线程调度执行任务。

  • 任务队列:存放待处理的任务,工作线程从任务队列当中取出一条任务并开始执行,相当于提供一种任务缓冲的机制。

3、线程池工作原理:

线程池中每一个线程的工作过程如下:
4、线程池的任务就在于负责这些线程的创建、销毁、任务处理参数的传递、唤醒和等待。
1)创建若干线程,置入线程池。
2)有新任务达到时,从线程池取空闲线程。
3)取得了空闲线程,立即进行任务处理。
4)若是没有空闲线程的话,就新建一个线程,并置入线程池,执行步骤3。
5)如果线程创建失败或者线程池已满,则根据设计策略选择返回错误、或者将新任务置入处理队列,等待处理。
6)销毁线程池。

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