一、布景技能
体系线程是一种稀缺资源且创立一个线程开支较大，频频地创立和毁掉线程反而或许使得体系在高并发时功能急剧下降。假如无限制地创立线程，不仅会耗费体系资源，还会降低体系的稳定性，乃至造成体系溃散。
线程池的运用能够有用提升线程的可管理性，依据体系承受能力，调整线程池中作业线程的数量，对线程进行一致的分配、调优和监控。该方式能够进步使命响应速度，当使命抵达时，无需等候线程创立即可当即履行。
由于时序数据采集涉及很多设备检测点且采集数据频频，这将导致数据库中履行使命量多、并发程度高，如何在有限体系资源下坚持体系稳定则尤为重要。
就上述问题及诉求，本期咱们将和大家共享 ThreadPool 模块规划。该形式能够进步体系资源的运用功率，经过重复运用已创立线程避免频频创立和毁掉线程对体系资源的耗费，可坚持体系履行很多高并发使命时的功能稳定，经过 ThreadPool 形式可实现一致资源管理，简化编程接口。
二、ThreadPool 全体规划
ThreadPool 在初始化阶段创立指定数量的线程并顺次放在 all_thread 中（动态数组 vector，巨细为传递至它的参数，不传递参数则默认巨细为 128）， 将指定数量且经过初始化的 thread_id 放入到 wait_threads （list）中。其他模块需要线程资源时，可经过ThreadPool接口恳求取得线程资源，支撑并发恳求。
当 wait_threads 不为空时，为恳求方供给一个 Thread用于各项操作并回来 thread_id；当 wait_threads 中为空且线程池中线程数量没有到达上限时，测验再次初始化部分 Thread，并将 thread_id 放入到 wait_threads （list）中以供上层调用。ThreadPool 模块负责处理 Thread 在创立与收回进程中的异常。
经过图 1 可知，在初始化进程中完结 ThreadPool 的创立与初始化。ThreadPool在创立进程中会发生固定数量的 Thread 放入到 all_threads 数组中。ThreadPool在初始化时需要指定最大线程数，并在 all_threads 中依照下标顺次进行 Thread 的初始化。
当用户经过ThreadPool接口请求线程资源时，ThreadPool模块会先查看 wait_threads 是否为空，若不为空则测验获取一个 Thread 供给调用者运用，并回来 thread_id 给用户，一起将该 thread_id 放入到 busy_threads 中。
用户能够运用ThreadPool模块供给的接口同步等候操作履行结束，或许提前停止操作。用户开释 Thread 资源后，再将对应 thread_id 从 busy_threads 中取出放回到 wait_threads 中，等候后续调用。
在安全结束时，调用ThreadPool模块供给的接口进行封闭。首先，对ThreadPool状况进行符号，然后在 all_threads 循环调用 Thread 的退出办法，安全封闭ThreadPool。
三、Thread 请求流程
图 2Thread 请求流程用户运用
ThreadPool 接口请求 Thread 资源时，首先会查看 ThreadPool 是否已经封闭，假如已经封闭，则停止本次资源请求。假如 ThreadPool 状况正常，查看 wait_threads 中是否为空，即 ThreadPool 是否存在可用的线程。若存在就测验获取一个 Thread，将对应 thread_id 回来给请求者；若不存在，查看当前 ThreadPool 线程数量是否超越了设定的最大值，若超越，则回来请求失利。若没有超越，则测验持续初始化部分 Thread，将对应的 thread_id 放入到 wait_threads 中，以供用户进行请求及运用。
四、状况搬运
图 3 Thread 状况搬运进程
1. Thread 状况搬运
ThreadPool 中的 Thread 在其整个生命周期中的状况有五种，如图 3 所示。在 ThreadPool 初始化阶段，Thread 状况均处于 INIT。ThreadPool 进行初始化，当 Thread 创立成功，状况搬运至 WAIT ，不然搬运至 ERROR，在 WAIT 状况下 Thread 资源闲暇，能够对外供给服务。
用户调用 ThreadPool 的 applyThread()，成功获取到 Thread 后，对应的线程资源被锁定，Thread 状况搬运至 RUNNING。用户能够经过 thread_id 调用 cancelThread() 向循环履行的使命发起撤销指令，Thread 中循环履行的使命会经过 checkThreadStatus() 查看到撤销指令后，将Thread 置为 CANCELLING，等候正在履行的使命停止并开释对应资源（或许是调用 Thread 的 joinThread()办法，等候线程结束操作并开释资源），等候使命结束后，Thread 状况搬运至 WAIT。
不论 Thread 处于 WAIT 仍是 RUNNING，用户调用 ThreadPool 的 stopThread() 后，正在履行循环使命的 Thread 状况都将从 RUNNING 搬运至 CANCELLING，终究搬运到 WAIT 后并毁掉对应资源。其中 INIT、CANCELLING 状况为过渡状况。
2. ThreadPool 状况搬运
ThreadPool 在其生命周期内的状况搬运进程如图 4 所示，ThreadPool 目标创立完结后，其状况设定为 INIT，此刻 ThreadPool 尚无法对外供给服务。在对 ThreadPool 履行结束 InitThreadPool() 办法后（ThreadPool 目标只能被初始化一次）状况先搬运成 INITIALIZAING；ThreadPool 中完结了 Thread 目标的创立，具有了对外供给服务的条件，此刻状况搬运成 RUNNING。
图 4 ThreadPool 状况搬运进程
在对外供给服务进程中，跟着越来越多的线程资源被占用，闲暇的线程越来越少，当 ThreadPool 目标的 wait_threads 为空的时分，说明 ThreadPool 中暂时没有可用的 Thread。
假如此刻外部请求 Thread 资源，ThreadPool 就需要持续创立 Thread 或许等候已创立的 Thread 收回，那么这个进程中 ThreadPool 会短暂地处于 BUSY 状况。
不论 ThreadPool 目标状况处于 RUNNING 仍是 BUSY，当该目标的 StopThreadPool() 办法被调用时，ThreadPool 目标则需安全退出，ThreadPool 目标状况先搬运至 STOPPING，等到 ThreadPool 目标停止对外供给服务，Thread 正在履行中的操作等候同步完结，ThreadPool 目标状况先搬运至 STOPPED。其中， INITIALIZAING、STOPPING 状况为过渡状况。
