并发程序设计--D10线程池及gdb调试多线程

线程池

概念：

通俗的讲就是一个线程的池子，可以循环的完成任务的一组线程集合

必要性：

我们平时创建一个线程，完成某一个任务，等待线程的退出。但当需要创建大量的线程时，假设T1为创建线程时间，T2为在线程任务执行时间，T3为线程销毁时间，当?T1+T3 > T2，这时候就不划算了，使用线程池可以降低频繁创建和销毁线程所带来的开销，任务处理时间比较短的时候这个好处非常显著。

线程池的基本结构：

1 任务队列，存储需要处理的任务，由工作线程来处理这些任务

2 线程池工作线程，它是任务队列任务的消费者，等待新任务的信号

线程池的实现：

1、创建线程池的基本结构：

任务队列链表

typedef struct Task;

线程池结构体

typedef struct ThreadPool;

2、线程池的初始化：

pool_init()

{

创建一个线程池结构

实现任务队列互斥锁和条件变量的初始化

创建n个工作线程

}

3、线程池添加任务

?? pool_add_task

{

??? 判断是否有空闲的工作线程

? ? 给任务队列添加一个节点

??? 给工作线程发送信号newtask

}

4、实现工作线程

?? workThread

{

while(1){

?? 等待newtask任务信号

?? 从任务队列中删除节点

?? 执行任务

}

}

5、线程池的销毁

?? pool_destory

{

? ? 删除任务队列链表所有节点，释放空间

? ? 删除所有的互斥锁条件变量

? ? 删除线程池，释放空间

}

编译错误：

error: ‘ThreadPool {aka struct ThreadPool}’ has no member named ‘head’

意义：ThreadPool 结构体没有head这个成员。

解决：检查是否拼写错误。

error: too few arguments to function ‘pthread_mutex_init’

意思：pthread_mutex_init这个函数参数少了

解决:检查函数的参数，添加对应的参数

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

#define POOL_NUM 10
typedef struct Task{
    void *(*func)(void *arg);
    void *arg;
    struct Task *next;
}Task;

typedef struct ThreadPool{
    pthread_mutex_t taskLock;
    pthread_cond_t newTask;

    pthread_t tid[POOL_NUM];
    Task *queue_head;
    int busywork;

}ThreadPool;

ThreadPool *pool;

void *workThread(void *arg){
    while(1){
        pthread_mutex_lock(&pool->taskLock);
        pthread_cond_wait(&pool->newTask,&pool->taskLock);

        Task *ptask = pool->queue_head;
        pool->queue_head = pool->queue_head->next;

        pthread_mutex_unlock(&pool->taskLock);

        ptask->func(ptask->arg);
        pool->busywork--;


    }


}

void *realwork(void *arg){
    printf("Finish work %d\n",(int)arg);

}

void pool_add_task(int arg){
    Task *newTask;
    
    pthread_mutex_lock(&pool->taskLock);
    while(pool->busywork>=POOL_NUM){
        pthread_mutex_unlock(&pool->taskLock);
        usleep(10000);
        pthread_mutex_lock(&pool->taskLock);
    }
    pthread_mutex_unlock(&pool->taskLock);
    

    newTask = malloc(sizeof(Task));
    newTask->func =  realwork;
    newTask->arg = arg;
    

    pthread_mutex_lock(&pool->taskLock);
    Task *member = pool->queue_head;
    if(member==NULL){
        pool->queue_head = newTask;
    }else{
       while(member->next!=NULL){
            member=member->next;
       }
       member->next = newTask;

    }
    pool->busywork++;
    pthread_cond_signal(&pool->newTask);

    pthread_mutex_unlock(&pool->taskLock);


}


void pool_init(){
    pool = malloc(sizeof(ThreadPool));
    pthread_mutex_init(&pool->taskLock,NULL);
    pthread_cond_init(&pool->newTask,NULL);
    pool->queue_head = NULL;
    pool->busywork=0;

    for(int i=0;i<POOL_NUM;i++){
        pthread_create(&pool->tid[i],NULL,workThread,NULL);
    }
}

void pool_destory(){
    Task *head;
    while(pool->queue_head!=NULL){
        head = pool->queue_head;
        pool->queue_head = pool->queue_head->next;
        free(head);
    }

    pthread_mutex_destroy(&pool->taskLock);
    pthread_cond_destroy(&pool->newTask);
    free(pool);

}
int main(){
   pool_init();
   sleep(20);
   for(int i=1;i<=20;i++){
       pool_add_task(i);

   }

   sleep(5);
   pool_destory();

}

线程的GDB调试

显示线程

info thread

切换线程

thread id

GDB为特定线程设置断点

break location thread id

GDB设置线程锁，

set scheduler-locking on/off

on：其他线程会暂停。可以单独调试一个线程

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>

void *testThread(void *arg){
    char *threadName = (char*)arg;
    printf("Current running %s\n",threadName);

    printf("aaaaaaaa\n");
    printf("bbbbbbbb\n");

    pthread_exit(0);

}


int main(){
    pthread_t tid1,tid2;

    pthread_create(&tid1,NULL,testThread,"thread1");
    pthread_create(&tid2,NULL,testThread,"thread2");

    pthread_join(tid1,NULL);
    pthread_join(tid2,NULL);


}