如何通知工作线程有一些工作要完成？

Question

我正在构建一个小型套接字服务器，我想在其中创建一个线程池，然后以 boss-worker 线程模式工作。因此，每当主（老板）收到请求时，它就会从池中传递到其中一个工作线程。

在下面的sn-p中，我尝试创建10个线程。

void* process_data(void* arg) {
    printf("invoked by the created thread");
    while(1) {
          // sleep until woken
          // get item from queue
          // do something
    }
}

int total_threads_to_create = 10;
int total_created = 0;
while(total_created < 10) {
   // create 10 threads
   pthread_t thread;
   int created = pthread_create(&thread, NULL, process_data, NULL);
   if(created == 0) total_created++;
}

while(1) {
   // server accepts the request in an infinite loop
   int socket_fd = accept(ss_fd, (struct sockaddr*)&client_sock,&client_sock_len);

   put_new_request_in_queue();
   // signal to one of the thread that work is available

}

正如您在上面看到的，每个新线程都直接调用process_data 方法。现在我想让process_data 中的线程休眠直到被主线程唤醒。

我该怎么做：

• 让process_data中的线程休眠直到被主线程唤醒？
• 我如何向工作线程发出信号表明有请求得到处理？

Answer 1

正常的解决方案是条件变量和队列。这里的一般模式称为生产者/消费者模式。

您使用互斥锁保护队列，然后使用条件变量唤醒工作人员

制片人：

workToDo = generateSomeWork()
acquire mutex
queue.push(workToDo)
cv.notify();
release mutex

消费者：

loop:
    acquire mutex
    while queue empty
        wait on cv (releasing mutex while waiting)
    workToDo = queue.pop()
    release mutex
    do(workToDo)

就我个人而言，我还喜欢添加一个布尔标志done，当所有工人清理的时候将其设置为True。因此，当您想干净地退出程序时，您获取互斥锁，将 done 设置为 true，然后在 cv 上广播，这会唤醒所有工作。他们看到 done 已设置，并干净地终止。

Answer 2

你有一个生产者-消费者，使用信号量

您已经编写了"Producer-Consumer Problem" 的示例。

管理生产者-消费者队列最合适的控制机制是使用semaphore。

你还需要锁定共享队列

但是，由于您有多个生产者，您还需要一个 mutex 以确保没有两个生产者线程同时尝试写入输出队列（如果不这样做，您将损坏队列数据结构）。

Producer-Consumer 的 Wikipedia 文章为您提供了一个大纲解决方案，但没有使用与您正在使用的 pthreads 库完全相同的函数名称。

Pthreads 信号量实现

pthreads 库通过sem_t 类型和sem_wait()（“等待”）和sem_post()（“信号”）调用实现信号量。