线程池的坑

迷南。 2022-06-15 07:40 201阅读 0赞

最近实现线程池踩了不少坑…记录如下:

## 问题描述 ##

线程池创建了两个线程，放两个任务进去，发现任务没执行．  
例如：

void task()
    {
        std::cout<<"hello world"<<std::endl;
    }
    void task2(int i)
    {
        std::cout<<"hello world "<<i<<std::endl;
    }
    int main()
    {
        threadpool p(10,2);//10 queuesize 2 threads
    
        p.start();
        p.addtask(task);
        p.addtask(boost::bind(task2,3));
    
    
        return 0;
    }

程序运行之后没有任何打印在终端，但是gdb 和strace都是有输出的.

## 解决 ##

一共发现两个问题最终解决之:  
先看线程池的实现

threadpool::task threadpool::gettask()
    {
        mutexlockguard lock(mutex_);
        while(queue_.empty()&&isstarted_)
        {
            notempty_.wait();
        }
        task t;
        if(!queue_.empty())//这里非常重要
        //之前我写的是  if(isstarted_)
        {
            assert(!queue_.empty());
            t=queue_.front();
            queue_.pop();
            notfull_.notify();
        }
        return t;
    }
    
    //这是线程执行体
    //我们可以看到决定线程生命周期的是isstarted_这个变量
    //当isstarted_变为false之后线程退出,pthread_join返回
    void threadpool::runinthread()
    {
        while(isstarted_)
        {
    
            task t(gettask());//will blocked until "add" ops
            if(t)
            {
                t();//run
            }
        }
    }

这里解释了线程池的执行逻辑…我们有一个内部的方法`gettask`将从队列中取任务,如果线程还没启动或者没有任务,这个函数将阻塞…

到这里都没什么问题,因为我们会在线程池析构的时候,对等待的条件变量notify,并且将isstarted赋值为false,此时gettask()将返回一个空的task,循环将结束,pthread\_join将顺利执行….

//析够函数
    threadpool::~threadpool()
    {
        if(isstarted_)
        {
        stop();
        }
    }
    
    
    void threadpool::stop()
    {   
        {
        mutexlockguard lock(mutex_);
        isstarted_ = false;
        notempty_.notifyall(); //激活所有的线程
    
        }
        for_each(threads_.begin(),
            threads_.end(),
            boost::bind(&thread::join, _1));
    
    }

一切都看起来那么的优雅美好,但是却忽略一个问题:  
如果主线程执行得太快,那么很有可能工作线程还没有拿到任务,isstarted\_就为false了 条件变量也唤醒了,线程拿到一个空任务,什么都不做就退出了,`pthread_join`也就返回了,线程没有做任何事情就退出了….

试着发现这一切发生的原因: `isstarted_`的赋值不是线程安全的….但是上面的代码明明是用mutexlock进行保护了?

wait调用自动释放锁,在主线程中add一个任务,notify线程,wait返回又会加上锁,析够函数不应该拿到锁修改临界区变量…

这个问题在[https://github.com/chenshuo/muduo/issues/276][https_github.com_chenshuo_muduo_issues_276]

## 问题二 ##

同样是线程没执行就退出了,这个比较简单,发现线程还没有start就被析够了,简单的sleep就能解决,不过sleep不能做同步原语,因为最好的解决办法还是用countdownlatch…

据我了解countdownlatch用法有两个:

### 1.每个任务进行countdown操作,初始化时count为任务数 ###

countdownlatch latch(2);
    void task()
    {
        std::cout<<"hello world"<<std::endl;
        latch.countdown();
    }
    void task2(int i)
    {
        std::cout<<"hello world "<<i<<std::endl;
    
        latch.countdown();
    }
    int main()
    {
        threadpool p(10,2);//10 queuesize 2 threads
    
        p.start();
    
        p.addtask(task);
        p.addtask(boost::bind(task2,3));
        p.addtask(boost::bind(&countdownlatch::countdown,&latch));
    
        latch.wait();
    
        return 0;
    }

### 2.count初始化为1,在程序结束前wait,左右类似于一个barrier ###

void task()
    {
        std::cout<<"hello world"<<std::endl;
    }
    void task2(int i)
    {
        std::cout<<"hello world "<<i<<std::endl;
    
    }
    int main()
    {
        threadpool p(10,2);//10 queuesize 2 threads
    
        countdownlatch latch(1);
        p.start();
    
        p.addtask(task);
        p.addtask(boost::bind(task2,3));
    
        p.addtask(boost::bind(&countdownlatch::countdown,&latch));
    
        latch.wait();
    
        return 0;
    }

[https_github.com_chenshuo_muduo_issues_276]: https://github.com/chenshuo/muduo/issues/276