理解计算机系统_并发编程(10)_线程(七):基于预线程化的并发服务器

news2025/7/22 1:08:48

前言

以<深入理解计算机系统>(以下称“本书”)内容为基础，对程序的整个过程进行梳理。本书内容对整个计算机系统做了系统性导引,每部分内容都是单独的一门课.学习深度根据自己需要来定

引入

接续理解计算机系统_并发编程(9)_线程(六):读者-写者问题-CSDN博客,对应本书P708开始内容

线程的进一步思考

前面提到线程的抽象:共享数据,共享函数体,内核自动调度.似乎还不能概括线程的特点,笔者用一个更简洁的观点来看待线程:线程是一个特殊的函数. 并发执行的n个相同函数.据此做一些推导:

1>操作相同数据.通过全局变量和局部静态变量来实现各个线程(函数)之间的数据共享.

2>返回相同类型的数据.在有返回值的前提下,n个线程将自动生成一个n个元素组成的数据集合(生产者-消费者模型).关于这里有一点说明:在理解计算机系统_并发编程(8)_线程(五):生产者-消费者问题_计算机学科中的生产者消费者是什么-CSDN博客

贴中,提到了缓冲区内的数据是有序的,数据结构选用了队列.其实有序无序不是强制的,但考虑到如果是无序的,缓冲区内的数据存在不被访问的风险---一直用不上,所以设置成有序.另外在本贴中,在缓冲区里放置的是文件描述符,也必须设成有序,否则有客户端发来的连接会一直连接不上的后果.

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单任务线程化

在遇到多核CPU时,将单个任务(函数)线程化---一个函数分解成多个线程,可能会提高效率.

注意:基于笔者的一个设想,有没有效果必须经验证.

假设一个结构里有3个int变量,用单任务的写法

//单任务
/*结构定义*/
struct Demo{
    int pa1;
    int pa2;
    int pa3;
}
/*单任务定义,为简便硬编码*/
void fun(struct Demo* dep){
    dep->pa1=1;
    dep->pa2=2;
    dep->pa3=3;
}
/*主函数调用*/
int main(void){
    struct Demo de;
    fun(&de);
}

以下是多线程写法

//单个任务多线程完成
struct Demo{
    int pa1;
    int pa2;
    int pa3;
}
void *thread(void *vargp);
struct Demo de;
pthread_t tid1,tid2,tid3;
 
int main(){

    Pthread_create(&tid1,NULL,thread,&de);  //生成对等线程1
    Pthread_create(&tid2,NULL,thread,&de);  //生成对等线程2
    Pthread_create(&tid3,NULL,thread,&de);  //生成对等线程3
    Pthread_join(tid1,NULL);                 //等待对等线程终止
    Pthread_join(tid2,NULL);                 //等待对等线程终止
    Pthread_join(tid3,NULL);                 //等待对等线程终止
    exit(0);                                //终止当前进程中所有线程
}
 
void *thread(void *vargp){
    struct Demo* de=(struct Demo*)vargp;
    if(pthread_self(void)=tid1){
        de->pa1=1;
        return NULL;
    };
    if(pthread_self(void)=tid2){
        de->pa2=2;
        return NULL;
    };
    if(pthread_self(void)=tid3){
        de->pa2=3;
        return NULL;
    };   
}

多线程的写法显得"生硬"(未经过验证,可能会有bug),只说思路

两者对比感觉到因为共享的原因,多线程所需的堆区内存会比单任务大

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