面试题：C语言中线程池任务动态分配基础

主要步骤

任务队列设计：创建一个任务队列，用于存储新到来的任务。
线程状态管理：每个线程需要有一个状态标识，表明是空闲还是忙碌。
任务分配逻辑：当新任务到来时，找到一个空闲线程，并将任务分配给它。如果没有空闲线程，则将任务放入任务队列。
线程循环：每个线程在启动后，不断检查自己是否有任务可执行，若没有则进入空闲状态，若有则执行任务。

关键数据结构

任务结构体：

typedef struct Task {
    void (*func)(void*);  // 任务函数指针
    void* arg;            // 任务函数参数
    struct Task* next;    // 指向下一个任务的指针
} Task;

线程池结构体：

typedef struct ThreadPool {
    Task* taskQueue;      // 任务队列头指针
    Task* queueTail;      // 任务队列尾指针
    pthread_t* threads;   // 线程数组
    int threadCount;      // 线程数量
    int *threadStatus;    // 线程状态数组，0表示空闲，1表示忙碌
} ThreadPool;

关键函数伪代码

初始化线程池：

ThreadPool* createThreadPool(int numThreads) {
    ThreadPool* pool = (ThreadPool*)malloc(sizeof(ThreadPool));
    pool->taskQueue = NULL;
    pool->queueTail = NULL;
    pool->threadCount = numThreads;
    pool->threads = (pthread_t*)malloc(numThreads * sizeof(pthread_t));
    pool->threadStatus = (int*)malloc(numThreads * sizeof(int));
    for (int i = 0; i < numThreads; i++) {
        pool->threadStatus[i] = 0;
        pthread_create(&pool->threads[i], NULL, threadFunction, pool);
    }
    return pool;
}

添加任务：

void addTask(ThreadPool* pool, void (*func)(void*), void* arg) {
    Task* newTask = (Task*)malloc(sizeof(Task));
    newTask->func = func;
    newTask->arg = arg;
    newTask->next = NULL;
    for (int i = 0; i < pool->threadCount; i++) {
        if (pool->threadStatus[i] == 0) {
            pool->threadStatus[i] = 1;
            pthread_t tid = pool->threads[i];
            pthread_create(&tid, NULL, executeTask, newTask);
            return;
        }
    }
    if (pool->queueTail == NULL) {
        pool->taskQueue = newTask;
        pool->queueTail = newTask;
    } else {
        pool->queueTail->next = newTask;
        pool->queueTail = newTask;
    }
}

线程执行函数：

void* threadFunction(void* arg) {
    ThreadPool* pool = (ThreadPool*)arg;
    while (1) {
        if (pool->taskQueue != NULL) {
            Task* task = pool->taskQueue;
            pool->taskQueue = task->next;
            if (pool->taskQueue == NULL) {
                pool->queueTail = NULL;
            }
            executeTask(task);
        } else {
            // 空闲状态，可设置为等待信号量等优化
            pool->threadStatus[?] = 0; 
            sleep(1); 
        }
    }
    return NULL;
}

执行任务函数：

void executeTask(Task* task) {
    task->func(task->arg);
    free(task);
}

注意事项

实际代码中需要考虑线程安全问题，如对任务队列的操作需要加锁。
可以使用信号量等机制优化线程等待和任务分配过程。

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