Я пытаюсь реализовать пул потоков в C ++, используя pthread. Я хочу заключить логику, связанную с управлением потоками, в один объект, который становится владельцем этих потоков. Это означает, что всякий раз, когда этот объект уничтожается, потоки должны быть остановлены и очищены.
Каков наилучший способ остановить и уничтожить потоки? Является ли отсоединение при запуске и отмена при остановке хорошим решением? Или, может быть, лучше отменить и присоединиться к темам? Смотрите мой код, я буду признателен за любые соответствующие комментарии.
WorkerThreadManager.h:
#include "WorkerThreadManagerInterface.h"#include "utils/mutex.h"#include <queue>
#include <semaphore.h>
#include <iostream>
class WorkerThreadManager : public WorkerThreadManagerInterface
{
public:
WorkerThreadManager(unsigned threadsNumber = 5);
virtual ~WorkerThreadManager();
virtual void PushTask(thread_function_t A_threadFun, result_function_t A_resultFun);
void SignalResults();
private:
static void* WorkerThread(void* A_data);
void PushResult(int A_result, result_function_t A_resultFun);
typedef boost::function<void ()> signal_function_t;
struct worker_thread_data_t
{
worker_thread_data_t(thread_function_t A_threadFun, result_function_t A_resultFun) :
threadFun(A_threadFun), resultFun(A_resultFun) {}
worker_thread_data_t() {}
thread_function_t threadFun;
result_function_t resultFun;
};const unsigned m_threadsNumber;
pthread_t* m_pthreads;
utils::Mutex m_tasksMutex;
sem_t m_tasksSem;
std::queue<worker_thread_data_t> m_tasks;
utils::Mutex m_resultsMutex;
std::queue<signal_function_t> m_results;
};
WorkerThreadManager.cpp:
#include "WorkerThreadManager.h"#include "gateway_log.h"#include <pthread.h>
/**
* @brief Creates semaphore and starts threads.
*/
WorkerThreadManager::WorkerThreadManager(unsigned threadsNumber) : m_threadsNumber(threadsNumber)
{
if ( sem_init(&m_tasksSem, 0, 0) )
{
std::stringstream ss;
ss << "Semaphore could not be initialized: " << errno << " - " << strerror(errno);
LOG_FATAL(ss);
throw std::runtime_error(ss.str());
}
m_pthreads = new pthread_t[m_threadsNumber];
for (unsigned i = 0; i < m_threadsNumber; ++i)
{
int rc = pthread_create(&m_pthreads[i], NULL, WorkerThreadManager::WorkerThread, (void*) this );
if(rc)
{
std::stringstream ss;
ss << "Pthread could not be started: " << errno << " - " << strerror(errno);
LOG_FATAL(ss.str());
if ( sem_destroy(&m_tasksSem) )
LOG_ERROR("Semaphore could not be destroyed: " << errno << " - " << strerror(errno));
delete [] m_pthreads;
throw std::runtime_error(ss.str());
}
else
{
LOG_DEBUG("Worker thread started " << m_pthreads[i]);
if(pthread_detach(m_pthreads[i]))
LOG_WARN("Failed to detach worker thread");
}
}
}
/**
* @brief Cancels all threads, destroys semaphore
*/
WorkerThreadManager::~WorkerThreadManager()
{
LOG_DEBUG("~WorkerThreadManager()");
for(unsigned i = 0; i < m_threadsNumber; ++i)
{
if ( pthread_cancel(m_pthreads[i]) )
LOG_ERROR("Worker thread cancellation failed");
}
if ( sem_destroy(&m_tasksSem) )
LOG_ERROR("Semaphore could not be destroyed: " << errno << " - " << strerror(errno));
delete [] m_pthreads;
}
/**
* @brief Adds new task to queue, so worker threads can
* @param A_threadFun function which will be executed by thread
* @param A_resultFun function which will be enqueued for calling with return value of A_threadFun as parameter
* after worker thread executes A_threadFun.
*/
void WorkerThreadManager::PushTask(thread_function_t A_threadFun, result_function_t A_resultFun)
{
utils::ScopedLock mutex(m_tasksMutex);
worker_thread_data_t data(A_threadFun, A_resultFun);
m_tasks.push( data );
sem_post(&m_tasksSem);
LOG_DEBUG("Task for worker threads has been added to queue");
}
/**
* @brief Executes result functions (if there are any) to give feedback
* to classes which requested task execution in worker thread.
*/
void WorkerThreadManager::SignalResults()
{
while(true)
{
signal_function_t signal;
{
utils::ScopedLock mutex(m_resultsMutex);
if(m_results.size())
{
signal = m_results.front();
m_results.pop();
}
else
return;
}
signal();
}
}
/**
* @brief Enqueues result of function executed in worker thread.
* @param A_result return value of function executed in worker thread
* @param A_resultFun function which will be enqueued for calling with A_result as a parameter.
*/
void WorkerThreadManager::PushResult(int A_result, result_function_t A_resultFun)
{
utils::ScopedLock mutex(m_resultsMutex);
signal_function_t signal = boost::bind(A_resultFun, A_result);
m_results.push( signal );
}/**
* @brief worker thread body
* @param A_data pointer to WorkerThreadManager instance
*/
void* WorkerThreadManager::WorkerThread(void* A_data)
{
WorkerThreadManager* manager = reinterpret_cast<WorkerThreadManager*>(A_data);
LOG_DEBUG("Starting worker thread loop");
while (1)
{
if ( -1 == sem_wait(&manager->m_tasksSem) && errno == EINTR )
{
LOG_DEBUG("sem_wait interrupted with signal");
continue;
}
LOG_DEBUG("WorkerThread:::::: about to call lock mutex");
worker_thread_data_t data;
{
utils::ScopedLock mutex(manager->m_tasksMutex);
data = manager->m_tasks.front();
manager->m_results.pop();
}
LOG_DEBUG("WorkerThread:::::: about to call resultFun");
int result = data.threadFun();
LOG_DEBUG("WorkerThread:::::: after call resultFun");
pthread_testcancel();
manager->PushResult(result, data.resultFun);
}
return NULL;
}
main.cpp:
#include "gateway_log.h"#include "WorkerThreadManager.h"#include <memory>
class A {
public:
int Fun() { LOG_DEBUG("Fun before sleep"); sleep(8); LOG_DEBUG("Fun after sleep");return 0; }
void Result(int a) { LOG_DEBUG("Result: " << a); }
};int main()
{
sd::auto_ptr<WorkerThreadManager> workerThreadManager = new WorkerThreadManager;
A a;
workerThreadManager->PushTask(boost::bind(&A::Fun, &a), boost::bind(&A::Result, &a, _1));
sleep(3);
LOG_DEBUG("deleting workerThreadManager");
workerThreadManager.reset(); // <<<--- CRASH
LOG_DEBUG("deleted workerThreadManager");
sleep(10);
LOG_DEBUG("after sleep");
return 0;
}
Обратите внимание, что существует проблема с этим кодом, описанным Вот.
Что касается безопасной остановки: я предпочитаю pthread_join
, я не использую pthread_cancel
— Я использую специальное сообщение остановки, но у меня всегда есть поток, управляемый событиями (имеется в виду поток с некоторой очередью сообщений). Когда нить получить exit-message
он останавливает свой цикл, а затем присоединяется к моему main
код.
Что касается вашего кода — я бы порекомендовал создать class Thread
инкапсулирование одного потока. Бассейн должен иметь Thread
объекты, созданные в куче — как сейчас у вас есть массив pthread_t
, Если вам нужна синхронизация между пулом и потоками — тогда вы не сможете выйти из деструктора пула, не будучи уверенным Thread
объекты уничтожены.
Других решений пока нет …