半同步/半反应堆线程池实现

#ifndef THREADPOOL_H
#define THREADPOOL_H

#include 
#include 
#include 
#include 
#include "locker.h"

// 线程池类，定义为模板类是为了代码复用，模板参数T是任务类
template< typename T >
class threadpool
{
public:
    // thread_number是线程池中线程的数量， max_requests是请求队列中最多允许的 等待处理的请求的数量
    threadpool( int thread_number = 8, int max_requests = 10000 );
    ~threadpool();
    // 向请求队列添加任务
    bool append( T* request );

private:
    // 工作线程运行的函数， 它不断从工作队列中取出任务执行之
    static void* worker( void* arg );
    void run();

private:
    int m_thread_number; // 线程池中线程数
    int m_max_requests;  // 请求队列中允许的最大请求数量
    pthread_t* m_threads; // 描述线程池的数组，其大小为m_thread_number
    std::list< T* > m_workqueue; // 请求队列
    locker m_queuelocker; // 保护请求队列的互斥锁
    sem m_queuestat; // 是否有任务要处理
    bool m_stop; // 是否结束线程
};

template< typename T >
threadpool< T >::threadpool( int thread_number, int max_requests ) : 
        m_thread_number( thread_number ), m_max_requests( max_requests ), m_stop( false ), m_threads( NULL )
{
    if( ( thread_number <= 0 ) || ( max_requests <= 0 ) )
    {
        throw std::exception();
    }

    m_threads = new pthread_t[ m_thread_number ];
    if( ! m_threads )
    {
        throw std::exception();
    }
    // 创建thread_number个线程，并将它们设置为脱离线程
    for ( int i = 0; i < thread_number; ++i )
    {
        printf( "create the %dth threadn", i );
        if( pthread_create( m_threads + i, NULL, worker, this ) != 0 )
        {
            delete [] m_threads;
            throw std::exception();
        }
        if( pthread_detach( m_threads[i] ) )
        {
            delete [] m_threads;
            throw std::exception();
        }
    }
}

template< typename T >
threadpool< T >::~threadpool()
{
    delete [] m_threads;
    m_stop = true;
}

template< typename T >
bool threadpool< T >::append( T* request )
{
    m_queuelocker.lock(); // 操作工作队列要加锁，因为他被所有线程共享
    if ( m_workqueue.size() > m_max_requests )
    {
        m_queuelocker.unlock();
        return false;
    }
    m_workqueue.push_back( request );
    m_queuelocker.unlock();
    m_queuestat.post();
    return true;
}

template< typename T >
void* threadpool< T >::worker( void* arg )
{
    threadpool* pool = ( threadpool* )arg;
    pool->run();
    return pool;
}

template< typename T >
void threadpool< T >::run()
{
    while ( ! m_stop )
    {
        m_queuestat.wait();
        m_queuelocker.lock();
        if ( m_workqueue.empty() )
        {
            m_queuelocker.unlock();
            continue;
        }
        T* request = m_workqueue.front();
        m_workqueue.pop_front();
        m_queuelocker.unlock();
        if ( ! request )
        {
            continue;
        }
        request->process(); // 模板类需要实现这个接口
    }
}

#endif

在c++中使用pthread_create时，第三个参数必须为静态函数。在静态函数中使用类的动态成员（包括成员函数和成员变量），只能通过两种方式实现：

1. 通过类的静态对象来调用。比如单例模式中，静态函数可以通过类的全局唯一实例来访问动态成员函数。
2. 将类的对象作为参数传给该静态函数，在静态函数中引用这个对象，并调用动态方法。

上面代码中向线程参数设置为this指针，在worker函数中获得该指针并调用动态方法run()。

reference:
linux高性能服务器编程——游双 P 301 P_{301} P301​