Thread pool/Пул потоков
Категория: Шаблоны параллельного программирования
Описание
Пул потоков – это набор определенного количества потоков, которые создаются и уничтожаются димнамически в зависимости от нагрузки на приложение.
Уместность применения
Шаблон следует применять, если требуется выполнять большое количество заданий.
Преимущества, достигаемые при применении шаблона
Позволяет избежать накладных расходов связанных с созданием, уничтожением, переключением между потоками.
Недостатки шаблона
Поскольку шаблон имеет дело с потоками, то программу становаится сложно отлаживать.
Детали реализации
Классы
public sealed class Pool : IDisposable
{
LinkedList<Thread> _workers;
LinkedList<Action> _tasks = new LinkedList<Action>();
bool _disallowAdd;
bool _disposed;
public Pool(int size)
{
this._workers = new LinkedList<Thread>();
for (var i = 0; i < size; ++i)
{
var worker = new Thread(this.Worker) { Name = string.Concat("Worker ", i) };
worker.Start();
this._workers.AddLast(worker);
}
}
public void Dispose()
{
var waitForThreads = false;
lock (this._tasks)
{
if (!this._disposed)
{
GC.SuppressFinalize(this);
this._disallowAdd = true;
while (this._tasks.Count > 0)
{
Monitor.Wait(this._tasks);
}
this._disposed = true;
Monitor.PulseAll(this._tasks);
waitForThreads = true;
}
}
if (waitForThreads)
{
foreach (var worker in this._workers)
{
worker.Join();
}
}
}
public void QueueTask(Action task)
{
lock (this._tasks)
{
if (this._disallowAdd) { throw new InvalidOperationException("This Pool instance is in the process of being disposed, can't add anymore"); }
if (this._disposed) { throw new ObjectDisposedException("This Pool instance has already been disposed"); }
this._tasks.AddLast(task);
Monitor.PulseAll(this._tasks);
}
}
private void Worker()
{
Action task = null;
while (true)
{
lock (this._tasks)
{
while (true)
{
if (this._disposed)
{
return;
}
if (null != this._workers.First && object.ReferenceEquals(Thread.CurrentThread, this._workers.First.Value) && this._tasks.Count > 0)
{
task = this._tasks.First.Value;
this._tasks.RemoveFirst();
this._workers.RemoveFirst();
Monitor.PulseAll(this._tasks);
break;
}
Monitor.Wait(this._tasks);
}
}
task();
this._workers.AddLast(Thread.CurrentThread);
task = null;
}
}
}
Программа:
static void Main(string[] args)
{
using (var pool = new Pool(5))
{
var random = new Random();
Action<int> randomizer = (index =>
{
Console.WriteLine("{0}: Working on index {1}", Thread.CurrentThread.Name, index);
Thread.Sleep(random.Next(20, 400));
Console.WriteLine("{0}: Ending {1}", Thread.CurrentThread.Name, index);
});
for (var i = 0; i < 40; ++i)
{
var i1 = i;
pool.QueueTask(() => randomizer(i1));
}
}
}
UML-диаграмма
Диаграмма классов:
Диаграмма последовательности
Литература
http://en.wikipedia.org/wiki/Thread_pool_pattern
http://stackoverflow.com/questions/435668/code-for-a-simple-thread-pool-in-c-sharp
http://rajiv-mayani.blogspot.ru/2009/02/thread-pools.html