C言語でスレッドプールを実装する仕組み
スレッドプールとは、スレッドをあらかじめ作成してプールに入れておき、ある程度数のタスクキューを用意する、スレッド管理手法です。タスクを実行する必要が生じたら、タスクキューからタスクを取り出し、空いているスレッドに処理を割り当てます。スレッドがタスクを完了すると、引き続きタスクキューから次のタスクを取ってきて実行し、タスクの同時処理を実現します。
スレッドプールの仕組みは次のとおりです。
- あらかじめ一定量のスレッドを作成し、スレッドをプールに格納する。
- 実行すべきタスクを格納するためのタスクキューを作成します。
- タスクの実行が必要になったら、まずタスクをタスクキューに入れる。
- タスクキューからタスクを取得して実行し続ける。キューが空の場合は新しいタスクが入るまで待機する。
- 全タスクの実行が完了すると、スレッドプール内のスレッドは新たなタスクの入力を待ち、タスクキューからタスクを取得しなくなります。
- スレッドプールが不要になれば、スレッドプールをシャットダウンして、スレッドリソースを開放できます。
スレッドプールを利用することで、スレッドの頻繁な作成・破棄によるオーバーヘッドを回避でき、スレッド使用時の並列数を制御して、システムリソースが過度に占有されることを防ぐことができます。また、スレッドプールはタスクキューと連携して、タスクの順次実行や優先度によるスケジューリングを実現します。
