手把手教你实现一个完美的线程池 第三集 c++高阶开发

手把手教你实现一个完美的线程池(可商用)第二集 c++高阶开发_杀神李的博客-CSDN博客

承接上一集 我们已经完全实现了线程类的设计与开发 现在开始线程池的开发

一般多线程的程序，线程会有多个。但是一些任务不会一直占用线 程运行。 一旦任务结束，线程也会随之退出。 而有需要的时候，又会重新创建起来。 对于一般的程序来说，这没有什么问题，而且非常好。 可以保证线程资源的随用随取。 但是对于高性能服务器来说，这可能会是一个大隐患。 因为线程反复创建和销毁，都需要 *** 作全局堆，但是这玩意会产生 锁。 虽然不会卡死，但是如果很多线程同时创建，那么创建的瞬间会变 得很卡。 一旦大量用户连接上来，业务一忙，这可能导致服务器出现峰值卡 死、崩溃或者无响应。 正是因为这样，服务器往往会在启动阶段就准备好线程，避免线程 数量的大幅度波动。当空闲的时候，这些线程会处于休眠状态。 当大量任务到来的时候，这些任务会排队进入线程。 使得服务器整体的性能是可控的。 不会因为任务多，线程就多，导致各个线程之间进行竞争。 同时也不会因为线程批量的创建和销毁，导致内存、性能上的波 动。 另外线程数量过多，对系统也不是好事。太多CPU资源可能会占 满，使得同服务器的其他任务出现故障。为了均衡程序对服务器资源的使用，控制高峰时期服务器CPU的占 用率，那么一开始就准备合理的线程，成为了必要。 这些线程，自然就需要一个类来管理，方便使用者投递任务，同时 管理空闲线程，调度任务等等。 这样，我对线程池的需求基本就出来了：

1. 需要一个启动接口，指明线程池的尺寸。

2. 需要一个任务接口，用于向线程池投递任务。

3. 需要一个关闭接口，用于结束线程池。

虽然有了这个基础需求，但是一些问题我们需要考虑一下。 就是这个任务如何投递，如何分配？ 投递任务的很可能不是线程池内的函数。 那么多线程环境下如何高效投递数据？如何保证数据跨线程传递的 线程安全问题？ 首先我们来看看线程安全问题。 什么情况下会出现线程安全问题呢？ 一个数据，如果各个线程都有访问和修改权力,那么它就会有线程安 全隐患。 如果一个数据只有一个线程能够访问，那么它就没有所谓的线程安 全问题了。 但是如果不能跨线程读写数据，那各个线程之间怎么进行数据交互 呢？ 这个时候一种机制就可以起到作用。 那就是完成端口映射（Input/Output Completion Port，IOCP）。 我们先来回顾一下完成端口映射的基本模型： 

通过这个模型，我们可以看到，PostQueuedCompletionStatus 方法是可以跨线程投递数据到数据处理线程的。 利用好这一点，我们就可以通过这个接口向数据处理线程发送数据 处理请求！ 不过首先我们要了解一下三个关键的API函数： 第一个是创建IOCP。 

HANDLE
WINAPI
CreateIoCompletionPort(
    HANDLE FileHandle,//首次创建使用
INVALID_HANDLE_VALUE
    HANDLE ExistingCompletionPort,//首次创建使用NULL
    ULONG_PTR CompletionKey,//首次使用可以使用NULL
    DWORD NumberOfConcurrentThreads//使用本IOCP可能
的线程数量
   );

这个接口可以反复调用。 第一次调用是创建句柄，需要指定线程数量。本次会返回IOCP句 柄。 第二次调用，一般要指定ExistingCompletionPort参数，来自第 一次调用的返回值。第二次无需指定线程数量，指定了也会被忽 略。 第二次调用怎么使用，我们会在后面异步通信的时候进一步学习。 

 第二个接口是获取完成端口状态。

BOOL
WINAPI
GetQueuedCompletionStatus(
    _In_ HANDLE CompletionPort,
    _Out_ LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred,
    _Out_ PULONG_PTR lpCompletionKey,
    _Out_ LPOVERLAPPED* lpOverlapped,
    _In_ DWORD dwMilliseconds
   );

 第一个参数来自CreateIoCompletionPort函数的返回值。 第二、三、四个参数是外部传入的值。只需要填入本地变量去接这 些参数就行。 第五个参数指定等待的时间。如果填入INFINITE，则表示无限等 待。 第三个接口是投递完成状态。 

BOOL
WINAPI
PostQueuedCompletionStatus(
    _In_ HANDLE CompletionPort,
    _In_ DWORD dwNumberOfBytesTransferred,
    _In_ ULONG_PTR dwCompletionKey,
    _In_opt_ LPOVERLAPPED lpOverlapped
   );

第一个参数来自CreateIoCompletionPort函数的返回值。 第二、三个参数是用户指定的任意值。 第四个参数是一个异步参数。 注意这个参数比较特殊。任何从OVERLAPPED 继承的类型，或者 第一个属性为OVERLAPPED 的类型，都可以通过 CONTAINING_RECORD来获取原始类型的地址。 比如： 

class CIoData {
 public:
 WSAOVERLAPPED Overlapped;
 ……
};

那么可以通过 

CIoData* pIoData = CONTAINING_RECORD(lpOverlapped,
CIoData, Overlapped);

来从参数lpOverlapped获取到其对应的CIoData对象地址。 这里的Overlapped是CIoData的第一个属性。 而对应的投递动作则是： 

CIoData* pIoData = new CIoData();
PostQueuedCompletionStatus(hIOCP,dwNumberOfBytesTr
ansferred,dwCompletionKey,&pIoData->Overlapped);

最后异步参数传递的是pIoData的成员的地址，但是最终我们可以 通过CONTAINING_RECORD宏来获得pIoData的地址。 然后来 *** 作pIoData。 

期待第四集吧 兄弟们