如何重复使用线程 - pthreads c

Question

我正在使用C语言的pthreads进行编程。

我有一个父线程，需要创建4个子线程，它们的id分别为0、1、2、3。当父线程获取数据时，它会将数据拆分并分配给4个不同的上下文变量，每个子线程一个。子线程必须处理这些数据，同时父线程应该等待这些线程完成。一旦这些子线程已经执行完毕，它们将在相应的上下文变量中设置输出，并等待（以便重用）。一旦父线程知道所有这些子线程都完成了这一轮，它就会计算全局输出并将其打印出来。现在，它在等待新的数据（子线程尚未被杀死，它们只是在等待）。

如果父线程获得更多的数据，则会重复上述过程-尽管使用已经创建的4个线程。

如果父线程收到一个终止命令（假设是特定类型的数据），它将指示所有子线程终止自己。现在，父线程可以终止。

我是一名硕士研究生，我遇到了上述情况的需要。我知道可以使用pthread_cond_wait、pthread_Cond_signal实现这个功能。我已经编写了代码，但它只是无限运行，我无法弄清楚原因。

我猜想，我编写的方式过于复杂。了解如何实现这一点将非常有帮助。如果需要，我可以发布一个简化版本的代码，以显示我正在尝试做什么（尽管我认为我的方法是错误的！）......

请问您如何使用pthread实现这种情况？

- The Flying Dutchman

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你可能想看一下这篇帖子，其中的答案描述了各种主从场景。还有一个答案详细介绍了如何使用POSIX。 - jogojapan

为了在四个线程完成工作后需要的同步，您可能需要查看这里：http://www.lambdacs.com/cpt/FAQ.html#Q292 - alk

Answer 1

从您的描述中可以看出，原则上似乎没有什么问题。

您正在尝试实现的是一个工作池，我猜想，应该有很多实现方法。如果您的线程正在进行大量计算（至少需要一个CPU秒左右），这种方案就完全过度了。现代POSIX线程的实现已经足够高效，它们支持创建大量的线程，真的很多，而且开销并不会阻碍程序运行。

唯一需要注意的是，如果您的工作线程通过共享变量、互斥锁等方式进行通信（而不是通过线程的返回值），那么您需要使用属性参数来启动分离线程，即使用pthread_create。

一旦您为任务实现了这样的方案，请进行测量。只有当您的分析器告诉您，在pthread例程中花费了相当多的时间时，才开始考虑实现（或使用）工作池来回收您的线程。

- Jens Gustedt

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我的程序在使用线程池概念时将创建160000个线程。如果我不使用线程池，则此数字将增加到160万-增加了10倍。即使如此，这仍然不会影响时间吗？ - The Flying Dutchman

@TheFlyingDutchman，我怎么知道呢。你没有给我们任何线索，让我们知道你的线程实际上是做什么的，它们花费了多少时间来完成应用程序任务以及有多少开销。测量一下，你就会知道了。（并请分享。） - Jens Gustedt

@TheFlyingDutchman - 如果您在池中只创建了16个工作线程，并且从未再创建更多，则永远只会有16个工作线程。 - Martin James

Answer 2

一个生产者-消费者线程，有4个线程挂在它上面。想要将这四个任务排队的线程组装了四个上下文结构体，其中包含了除其他数据之外的指向“OnComplete”函数的函数指针。然后，它将所有四个上下文提交到队列中，原子地递增一个任务计数器（taskCount）达到4，并等待事件/条件变量/信号量。

四个线程从P-C队列获取上下文并开始工作。

完成后，线程调用“OnComplete”函数指针。

在OnComplete中，线程原子地减少taskCount。如果一个线程将其减少到零，则发出事件/条件变量/信号量信号，源线程继续运行，知道所有任务都已完成。

很容易安排上下文的组装和同步等待也在任务中完成，以便允许池同时处理多个“ForkAndWait”操作以供多个请求线程使用。

我必须补充说明，在面向对象的语言中，这样的操作要容易得多。例如，最新的Java有一个“ForkAndWait”线程池类，应该可以完全做到这种事情，但是C++（甚至是C#，如果你喜欢农奴制）比纯C更好。

- Martin James