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线程池 / I/O复用 / 协程简要备忘录

news 2026/7/7 3:24:28

线程池（Thread Pool）

I/O 复用（I/O Multiplexing）

协程（Coroutine）

一、线程池（C实现思路）

核心结构

示例代码（简化线程池）

特点

二、I/O 复用（select / epoll）

示例：多连接监听

特点

三、协程（C语言模拟版本）

协程思想（核心）

示例（状态机版协程）

特点

四、三者对比（C实现视角）

五、最重要的系统级理解

线程池（Thread Pool）

解决：如何高效管理“任务执行线程”

预先创建线程
任务来了就分配
避免频繁创建/销毁线程

适合：CPU任务 / 业务处理

I/O 复用（I/O Multiplexing）

I/O复用
解决：一个线程如何管理多个连接

用 select / epoll 监听多个 socket
哪个有事件就处理哪个
不阻塞等待

协程（Coroutine）

解决：一个线程如何执行多个“可暂停任务”

用户态调度
遇到 IO 自动挂起
恢复时继续执行

适合：高并发 IO（如爬虫、服务端）

一、线程池（C实现思路）

核心结构

任务队列（queue）
worker线程（固定数量）
互斥锁 + 条件变量

示例代码（简化线程池）

#include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #define THREAD_NUM 3 #define TASK_NUM 10 typedef struct { int task_id; } task_t; task_t task_queue[TASK_NUM]; int task_count = 0; pthread_mutex_t mutex; pthread_cond_t cond; void* worker(void* arg) { int id = *(int*)arg; while (1) { pthread_mutex_lock(&mutex); while (task_count == 0) { pthread_cond_wait(&cond, &mutex); } task_t task = task_queue[--task_count]; pthread_mutex_unlock(&mutex); printf("线程 %d 处理任务 %d\n", id, task.task_id); sleep(1); } return NULL; } int main() { pthread_t threads[THREAD_NUM]; int ids[THREAD_NUM]; pthread_mutex_init(&mutex, NULL); pthread_cond_init(&cond, NULL); for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) { ids[i] = i; pthread_create(&threads[i], NULL, worker, &ids[i]); } // 投递任务 for (int i = 0; i < TASK_NUM; i++) { pthread_mutex_lock(&mutex); task_queue[task_count++].task_id = i; pthread_mutex_unlock(&mutex); pthread_cond_signal(&cond); } sleep(10); return 0; }

特点

多线程并行
线程复用
适合 CPU/业务任务

二、I/O 复用（select / epoll）

I/O复用

这里用select版本（最经典）

示例：多连接监听

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/select.h> #include <sys/socket.h> #include <arpa/inet.h> int main() { int server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); struct sockaddr_in addr; addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; addr.sin_port = htons(8080); bind(server_fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)); listen(server_fd, 5); fd_set readfds; int max_fd = server_fd; while (1) { FD_ZERO(&readfds); FD_SET(server_fd, &readfds); int ret = select(max_fd + 1, &readfds, NULL, NULL, NULL); if (FD_ISSET(server_fd, &readfds)) { int client_fd = accept(server_fd, NULL, NULL); printf("新连接：%d\n", client_fd); } } return 0; }

特点

单线程管理多个连接
事件触发处理
避免线程爆炸

三、协程（C语言模拟版本）

C语言没有原生协程
但可以用：

setjmp / longjmp
状态机
或 ucontext（已废弃但经典）

协程思想（核心）

“函数可以暂停，下次从上次位置继续”

示例（状态机版协程）

#include <stdio.h> typedef struct { int state; } coroutine_t; void task(coroutine_t* co) { switch (co->state) { case 0: printf("任务开始\n"); co->state = 1; return; case 1: printf("处理中...\n"); co->state = 2; return; case 2: printf("任务结束\n"); co->state = -1; return; } } int main() { coroutine_t co = {0}; while (co.state != -1) { task(&co); } return 0; }