有没有一种方法可以重用pthread？

Question

我有一个被调用了数百万次的函数，这个函数的工作是多线程的。以下是该函数：

void functionCalledSoManyTimes()
{
  for (int i = 0; i < NUM_OF_THREADS; i++)
  {
    pthread_create(&threads[i], &attr, thread_work_function, (void *)&thread_data[i]);
  }
  // wait
}

每次调用函数时，我都会创建线程，并将每个线程的数据结构（在算法开始时设置一次）分配给thread_work_function进行使用。 thread_work_function 简单地处理一系列数组，而thread_data结构包含指向这些数组的指针以及每个线程负责的索引。

尽管以这种方式将算法多线程化使性能提高了20%以上，但我的分析表明，重复调用pthread_create会导致显着的开销。

我的问题是：有没有一种方法可以在不每次调用函数时调用pthread_create的情况下实现我的目标？

问题已解决。

谢谢大家，非常感谢你们的帮助！ 我用你们的技巧写了一个解决方案，请参见此处。

- mota

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你需要了解线程池的概念。在这里，你有一组等待工作的线程池。你可以将工作安排在队列中，线程会被阻塞，然后一个线程会选择并执行这个工作。这是一个相当常见的概念，如果可能的话，可以从类似APR（Apache Portable Runtime）的东西中提取这个功能。 - Nim

Answer 1

只需要启动一组固定的线程，并使用一种线程间通信系统（例如环形缓冲区）来传递要处理的数据。

- ziu

Answer 2

优雅地解决这个问题并不容易。您可以为线程池使用静态存储，但是如果functionCalledSoManyTimes本身可以从多个线程调用，那么会发生什么情况？这不是一个好的设计。

我处理这种情况的方法是，在第一次调用时使用pthread_key_create创建一个线程局部存储键（使用pthread_once），并使用pthread_setspecific在给定线程中首次调用functionCalledSoManyTimes时将线程池存储在其中。您可以为pthread_key_create提供一个析构函数，该函数将在线程存在时被调用，然后该函数可以负责通过pthread_cancel或其他机制向工作线程发出终止信号。

- R.. GitHub STOP HELPING ICE

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有时候你可以将问题推到上层 - 要求调用functionCalledSoManyTimes的调用者传入一个由你提供的函数创建/销毁的线程池。如果调用者的代码类似于for (int i = 0; i < SOMANY; ++i) functionCalledSoManyTimes();，这个改变很容易实现；但如果该函数从许多不相关的地方调用，那么就不容易了；而且如果你想要隐藏它是多线程的事实，那么这个改变虽然容易，但是没有意义。 - Steve Jessop

这也是一个不错的解决方案，但我怀疑它通常不适用，特别是如果你想保持functionCalledSoManyTimes的实现不透明/封装。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

同意。我提到这个是因为我想在引入隐藏的共享状态之前将其排除在外，无论是静态的还是线程本地的。如果我失败了排除它，那就是一个奖励。另一个可能性是告诉调用者他们正在创建和传入的是ManyTimesFunctionOptimizer。它秘密地包含一个线程池，你的函数实现被封装起来，但是可以选择性地重新使用该对象以获得速度提升。该对象是否包含线程池或记忆化缓存（或两者皆有）对于调用者来说是不透明的。 - Steve Jessop