nginx线程池源码分析

周末看了nginx线程池部分的代码，顺手照抄了一遍，写成了自己的版本。实现上某些地方还是有差异的，不过基本结构全部摘抄。
在这里分享一下。如果你看懂了我的版本，也就证明你看懂了nginx的线程池。
本文只列出了关键数据结构和API，重在理解nginx线程池设计思路。完整代码在最后的链接里。
1.任务节点

typedef void （*CB_FUN）（void *）;//任务结构体typedef struct task{void*argv; //任务函数的参数（任务执行结束前，要保证参数地址有效）CB_FUNhandler; //任务函数（返回值必须为0非0值用作增加线程，和销毁线程池）struct task *next; //任务链指针}zoey_task_t;

handler为函数指针，是实际的任务函数，argv为该函数的参数，next指向下一个任务。
2.任务队列

typedef struct task_queue{zoey_task_t *head; //队列头zoey_task_t **tail;//队列尾unsigned int maxtasknum; //最大任务限制unsigned int curtasknum; //当前任务数}zoey_task_queue_t;

head为任务队列头指针，tail为任务队列尾指针，maxtasknum为队列最大任务数限制，curtasknum为队列当前任务数。
3.线程池

typedef struct threadpool{pthread_mutex_tmutex; //互斥锁pthread_cond_t cond;//条件锁zoey_task_queue_ttasks;//任务队列unsigned intthreadnum; //线程数unsigned intthread_stack_size; //线程堆栈大小}zoey_threadpool_t;

mutex为互斥锁 cond为条件锁。mutex和cond共同保证线程池任务的互斥领取或者添加。
tasks指向任务队列。
threadnum为线程池的线程数
thread_stack_size为线程堆栈大小
4.启动配置

//配置参数typedef struct threadpool_conf{unsigned int threadnum;//线程数unsigned int thread_stack_size;//线程堆栈大小unsigned int maxtasknum;//最大任务限制}zoey_threadpool_conf_t;

启动配置结构体是初始化线程池时的一些参数。
5.初始化线程池
首先检查参数是否合法，然后初始化mutex，cond，key（pthread_key_t）。key用来读写线程全局变量，此全局变量控制线程是否退出。
最后创建线程。

zoey_threadpool_t* zoey_threadpool_init（zoey_threadpool_conf_t *conf）{zoey_threadpool_t *pool = NULL;int error_flag_mutex = 0;int error_flag_cond = 0;pthread_attr_t attr;do{if （z_conf_check（conf） == -1）{ //检查参数是否合法break;}pool = （zoey_threadpool_t *）malloc（sizeof（zoey_threadpool_t））;//申请线程池句柄if （pool == NULL）{break;}//初始化线程池基本参数pool->threadnum = conf->threadnum;pool->thread_stack_size = conf->thread_stack_size;pool->tasks.maxtasknum = conf->maxtasknum;pool->tasks.curtasknum = 0;z_task_queue_init（&pool->tasks）;if （z_thread_key_create（） ！= 0）{//创建一个pthread_key_t，用以访问线程全局变量。free（pool）;break;}if （z_thread_mutex_create（&pool->mutex） ！= 0）{ //初始化互斥锁z_thread_key_destroy（）;free（pool）;break;}if （z_thread_cond_create（&pool->cond） ！= 0）{ //初始化条件锁z_thread_key_destroy（）;z_thread_mutex_destroy（&pool->mutex）;free（pool）;break;}if （z_threadpool_create（pool） ！= 0）{//创建线程池z_thread_key_destroy（）;z_thread_mutex_destroy（&pool->mutex）;z_thread_cond_destroy（&pool->cond）;free（pool）;break;}return pool;}while（0）;return NULL;}

6.添加任务
首先申请一个任务节点，实例化后将节点加入任务队列，并将当前任务队列数++并通知其他进程有新任务。整个过程加锁。

int zoey_threadpool_add_task（zoey_threadpool_t *pool, CB_FUN handler, void* argv）{zoey_task_t *task = NULL;//申请一个任务节点并赋值task = （zoey_task_t *）malloc（sizeof（zoey_task_t））;if （task == NULL）{return -1;}task->handler = handler;task->argv = argv;task->next = NULL;if （pthread_mutex_lock（&pool->mutex） ！= 0）{ //加锁free（task）;return -1;}do{if （pool->tasks.curtasknum >= pool->tasks.maxtasknum）{//判断工作队列中的任务数是否达到限制break;}//将任务节点尾插到任务队列*（pool->tasks.tail） = task;pool->tasks.tail = &task->next;pool->tasks.curtasknum++;//通知阻塞的线程if （pthread_cond_signal（&pool->cond） ！= 0）{break;}//解锁pthread_mutex_unlock（&pool->mutex）;return 0;}while（0）;pthread_mutex_unlock（&pool->mutex）;free（task）;return -1;}

7.销毁线程池
销毁线程池其实也是向任务队列添加任务，只不过添加的任务是让线程退出。z_threadpool_exit_cb函数会将lock置0后退出线程，lock为0表示此线程
已经退出，接着退出下一个线程。退出完线程释放所有资源。

void zoey_threadpool_destroy（zoey_threadpool_t *pool）{unsigned int n = 0;volatile unsigned int lock;//z_threadpool_exit_cb函数会使对应线程退出for （; n < pool->threadnum; n++）{lock = 1;if （zoey_threadpool_add_task（pool, z_threadpool_exit_cb, &lock） ！= 0）{return;}while （lock）{usleep（1）;}}z_thread_mutex_destroy（&pool->mutex）;z_thread_cond_destroy（&pool->cond）;z_thread_key_destroy（）;free（pool）;}

8.增加一个线程
很简单，再生成一个线程以及线程数++即可。加锁。

int zoey_thread_add（zoey_threadpool_t *pool）{int ret = 0;if （pthread_mutex_lock（&pool->mutex） ！= 0）{return -1;}ret = z_thread_add（pool）;pthread_mutex_unlock（&pool->mutex）;return ret;}

9.改变任务队列最大任务限制
当num=0时设置线程数为无限大。

void zoey_set_max_tasknum（zoey_threadpool_t *pool,unsigned int num）{if （pthread_mutex_lock（&pool->mutex） ！= 0）{return -1;}z_change_maxtask_num（pool, num）; //改变最大任务限制pthread_mutex_unlock（&pool->mutex）;}

10.使用示例

int main（）{int array[10000] = {0};int i = 0;zoey_threadpool_conf_t conf = {5,0,5}; //实例化启动参数zoey_threadpool_t *pool = zoey_threadpool_init（&conf）;//初始化线程池if （pool == NULL）{return 0;}for （; i < 10000; i++）{array[i] = i;if （i == 80）{zoey_thread_add（pool）; //增加线程zoey_thread_add（pool）;}if （i == 100）{zoey_set_max_tasknum（pool, 0）; //改变最大任务数0为不做上限}while（1）{if （zoey_threadpool_add_task（pool, testfun, &array[i]） == 0）{break;}printf（"error in i = %d
",i）;}}zoey_threadpool_destroy（pool）;while（1）{sleep（5）;}return 0;}

11.源码
https://github.com/unlikewashface/zoey_threadpool.git
线程池可以发挥更多作用，比如可以把连接放到线程池里。nginx的异步加lua的协程是个非常好的组合，现在有了线程池后，线程池加协程将是另一个选择。总而言之，如果在保证性能的情况下，让nginx开发变得非常简单，这是非常利好的消息。