Linux线程池实现详解：从互斥同步到完整代码（Linux系统编程实战指南与日志集成）

三、线程池设计思路

我们的线程池将包含以下组件：

• 任务队列：存储待执行的任务。
• 工作线程：从队列中取出任务并执行。
• 互斥锁和条件变量：保护队列并同步线程。
• 日志系统：记录线程池运行状态。

通过线程池代码实现，你可以深入学习Linux多线程编程。

四、完整代码实现带注释详解

下面是一个简单的Linux线程池实现，包括互斥锁、同步和日志功能。代码用C语言编写，注释详细，便于理解。

#include #include #include #include // 定义任务结构体typedef struct Task {    void (function)(void arg);  // 任务函数指针    void* arg;                    // 任务参数    struct Task* next;            // 指向下一个任务} Task;// 定义线程池结构体typedef struct ThreadPool {    Task* task_head;              // 任务队列头指针    Task* task_tail;              // 任务队列尾指针    pthread_mutex_t lock;         // 互斥锁，保护任务队列    pthread_cond_t cond;          // 条件变量，用于线程同步    pthread_t* threads;           // 工作线程数组    int thread_count;             // 线程数量    int shutdown;                 // 关闭标志} ThreadPool;// 日志函数，简单输出到标准输出void log_message(const char* msg) {    printf("[LOG] %s", msg);}// 初始化线程池ThreadPool* threadpool_init(int thread_count) {    ThreadPool* pool = (ThreadPool*)malloc(sizeof(ThreadPool));    pool->thread_count = thread_count;    pool->shutdown = 0;    pool->task_head = pool->task_tail = NULL;    pthread_mutex_init(&pool->lock, NULL);    pthread_cond_init(&pool->cond, NULL);    pool->threads = (pthread_t*)malloc(thread_count * sizeof(pthread_t));        // 创建工作线程    for (int i = 0; i < thread_count; i++) {        pthread_create(&pool->threads[i], NULL, worker_thread, pool);    }    log_message("线程池初始化完成");    return pool;}// 工作线程函数void* worker_thread(void* arg) {    ThreadPool* pool = (ThreadPool*)arg;    while (1) {        pthread_mutex_lock(&pool->lock);        // 等待任务队列非空        while (pool->task_head == NULL && !pool->shutdown) {            pthread_cond_wait(&pool->cond, &pool->lock);        }        if (pool->shutdown) {            pthread_mutex_unlock(&pool->lock);            pthread_exit(NULL);        }        // 取出任务        Task* task = pool->task_head;        pool->task_head = task->next;        if (pool->task_head == NULL) {            pool->task_tail = NULL;        }        pthread_mutex_unlock(&pool->lock);                // 执行任务        task->function(task->arg);        free(task);    }    return NULL;}// 添加任务到线程池void threadpool_add_task(ThreadPool* pool, void (function)(void), void* arg) {    Task* new_task = (Task)malloc(sizeof(Task));    new_task->function = function;    new_task->arg = arg;    new_task->next = NULL;        pthread_mutex_lock(&pool->lock);    if (pool->task_tail == NULL) {        pool->task_head = pool->task_tail = new_task;    } else {        pool->task_tail->next = new_task;        pool->task_tail = new_task;    }    pthread_cond_signal(&pool->cond);  // 唤醒一个等待线程    pthread_mutex_unlock(&pool->lock);    log_message("任务添加到线程池");}// 销毁线程池void threadpool_destroy(ThreadPool pool) {    pool->shutdown = 1;    pthread_cond_broadcast(&pool->cond);  // 唤醒所有线程    for (int i = 0; i < pool->thread_count; i++) {        pthread_join(pool->threads[i], NULL);    }    free(pool->threads);    pthread_mutex_destroy(&pool->lock);    pthread_cond_destroy(&pool->cond);    free(pool);    log_message("线程池销毁完成");}// 示例任务函数void example_task(void* arg) {    int* num = (int*)arg;    printf("执行任务: %d", *num);}int main() {    // 初始化线程池，创建4个线程    ThreadPool* pool = threadpool_init(4);        // 添加10个任务    for (int i = 0; i < 10; i++) {        int* arg = malloc(sizeof(int));        *arg = i;        threadpool_add_task(pool, example_task, arg);    }        // 等待任务完成    sleep(2);        // 销毁线程池    threadpool_destroy(pool);    return 0;}

这段代码展示了Linux线程池的核心实现，通过互斥锁保护任务队列，使用条件变量实现线程同步，并集成简单日志。你可以扩展日志功能，例如写入文件。这体现了线程池代码的实用性和可扩展性。

五、总结与SEO关键词强调

本教程详细介绍了Linux线程池的实现，从互斥、同步基础到完整代码。关键词如Linux线程池、互斥锁、线程同步和线程池代码贯穿全文，帮助小白理解多线程编程。通过实践，你可以优化程序性能，并应用于实际Linux系统开发中。

希望这个教程对你有帮助！如果有问题，欢迎查阅相关文档或留言讨论。