Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  thread_pool.rs   Sprache: unbekannt

 
use crate::enter;
use crate::unpark_mutex::UnparkMutex;
use futures_core::future::Future;
use futures_core::task::{Context, Poll};
use futures_task::{waker_ref, ArcWake};
use futures_task::{FutureObj, Spawn, SpawnError};
use futures_util::future::FutureExt;
use std::cmp;
use std::fmt;
use std::io;
use std::sync::atomic::{AtomicUsize, Ordering};
use std::sync::mpsc;
use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::thread;

/// A general-purpose thread pool for scheduling tasks that poll futures to
/// completion.
///
/// The thread pool multiplexes any number of tasks onto a fixed number of
/// worker threads.
///
/// This type is a clonable handle to the threadpool itself.
/// Cloning it will only create a new reference, not a new threadpool.
///
/// This type is only available when the `thread-pool` feature of this
/// library is activated.
#[cfg_attr(docsrs, doc(cfg(feature = "thread-pool")))]
pub struct ThreadPool {
    state: Arc<PoolState>,
}

/// Thread pool configuration object.
///
/// This type is only available when the `thread-pool` feature of this
/// library is activated.
#[cfg_attr(docsrs, doc(cfg(feature = "thread-pool")))]
pub struct ThreadPoolBuilder {
    pool_size: usize,
    stack_size: usize,
    name_prefix: Option<String>,
    after_start: Option<Arc<dyn Fn(usize) + Send + Sync>>,
    before_stop: Option<Arc<dyn Fn(usize) + Send + Sync>>,
}

trait AssertSendSync: Send + Sync {}
impl AssertSendSync for ThreadPool {}

struct PoolState {
    tx: Mutex<mpsc::Sender<Message>>,
    rx: Mutex<mpsc::Receiver<Message>>,
    cnt: AtomicUsize,
    size: usize,
}

impl fmt::Debug for ThreadPool {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
        f.debug_struct("ThreadPool").field("size", &self.state.size).finish()
    }
}

impl fmt::Debug for ThreadPoolBuilder {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
        f.debug_struct("ThreadPoolBuilder")
            .field("pool_size", &self.pool_size)
            .field("name_prefix", &self.name_prefix)
            .finish()
    }
}

enum Message {
    Run(Task),
    Close,
}

impl ThreadPool {
    /// Creates a new thread pool with the default configuration.
    ///
    /// See documentation for the methods in
    /// [`ThreadPoolBuilder`](ThreadPoolBuilder) for details on the default
    /// configuration.
    pub fn new() -> Result<Self, io::Error> {
        ThreadPoolBuilder::new().create()
    }

    /// Create a default thread pool configuration, which can then be customized.
    ///
    /// See documentation for the methods in
    /// [`ThreadPoolBuilder`](ThreadPoolBuilder) for details on the default
    /// configuration.
    pub fn builder() -> ThreadPoolBuilder {
        ThreadPoolBuilder::new()
    }

    /// Spawns a future that will be run to completion.
    ///
    /// > **Note**: This method is similar to `Spawn::spawn_obj`, except that
    /// >           it is guaranteed to always succeed.
    pub fn spawn_obj_ok(&self, future: FutureObj<'static, ()>) {
        let task = Task {
            future,
            wake_handle: Arc::new(WakeHandle { exec: self.clone(), mutex: UnparkMutex::new() }),
            exec: self.clone(),
        };
        self.state.send(Message::Run(task));
    }

    /// Spawns a task that polls the given future with output `()` to
    /// completion.
    ///
    /// ```
    /// # {
    /// use futures::executor::ThreadPool;
    ///
    /// let pool = ThreadPool::new().unwrap();
    ///
    /// let future = async { /* ... */ };
    /// pool.spawn_ok(future);
    /// # }
    /// # std::thread::sleep(std::time::Duration::from_millis(500)); // wait for background threads closed: https://github.com/rust-lang/miri/issues/1371
    /// ```
    ///
    /// > **Note**: This method is similar to `SpawnExt::spawn`, except that
    /// >           it is guaranteed to always succeed.
    pub fn spawn_ok<Fut>(&self, future: Fut)
    where
        Fut: Future<Output = ()> + Send + 'static,
    {
        self.spawn_obj_ok(FutureObj::new(Box::new(future)))
    }
}

impl Spawn for ThreadPool {
    fn spawn_obj(&self, future: FutureObj<'static, ()>) -> Result<(), SpawnError> {
        self.spawn_obj_ok(future);
        Ok(())
    }
}

impl PoolState {
    fn send(&self, msg: Message) {
        self.tx.lock().unwrap().send(msg).unwrap();
    }

    fn work(
        &self,
        idx: usize,
        after_start: Option<Arc<dyn Fn(usize) + Send + Sync>>,
        before_stop: Option<Arc<dyn Fn(usize) + Send + Sync>>,
    ) {
        let _scope = enter().unwrap();
        if let Some(after_start) = after_start {
            after_start(idx);
        }
        loop {
            let msg = self.rx.lock().unwrap().recv().unwrap();
            match msg {
                Message::Run(task) => task.run(),
                Message::Close => break,
            }
        }
        if let Some(before_stop) = before_stop {
            before_stop(idx);
        }
    }
}

impl Clone for ThreadPool {
    fn clone(&self) -> Self {
        self.state.cnt.fetch_add(1, Ordering::Relaxed);
        Self { state: self.state.clone() }
    }
}

impl Drop for ThreadPool {
    fn drop(&mut self) {
        if self.state.cnt.fetch_sub(1, Ordering::Relaxed) == 1 {
            for _ in 0..self.state.size {
                self.state.send(Message::Close);
            }
        }
    }
}

impl ThreadPoolBuilder {
    /// Create a default thread pool configuration.
    ///
    /// See the other methods on this type for details on the defaults.
    pub fn new() -> Self {
        Self {
            pool_size: cmp::max(1, num_cpus::get()),
            stack_size: 0,
            name_prefix: None,
            after_start: None,
            before_stop: None,
        }
    }

    /// Set size of a future ThreadPool
    ///
    /// The size of a thread pool is the number of worker threads spawned. By
    /// default, this is equal to the number of CPU cores.
    ///
    /// # Panics
    ///
    /// Panics if `pool_size == 0`.
    pub fn pool_size(&mut self, size: usize) -> &mut Self {
        assert!(size > 0);
        self.pool_size = size;
        self
    }

    /// Set stack size of threads in the pool, in bytes.
    ///
    /// By default, worker threads use Rust's standard stack size.
    pub fn stack_size(&mut self, stack_size: usize) -> &mut Self {
        self.stack_size = stack_size;
        self
    }

    /// Set thread name prefix of a future ThreadPool.
    ///
    /// Thread name prefix is used for generating thread names. For example, if prefix is
    /// `my-pool-`, then threads in the pool will get names like `my-pool-1` etc.
    ///
    /// By default, worker threads are assigned Rust's standard thread name.
    pub fn name_prefix<S: Into<String>>(&mut self, name_prefix: S) -> &mut Self {
        self.name_prefix = Some(name_prefix.into());
        self
    }

    /// Execute the closure `f` immediately after each worker thread is started,
    /// but before running any tasks on it.
    ///
    /// This hook is intended for bookkeeping and monitoring.
    /// The closure `f` will be dropped after the `builder` is dropped
    /// and all worker threads in the pool have executed it.
    ///
    /// The closure provided will receive an index corresponding to the worker
    /// thread it's running on.
    pub fn after_start<F>(&mut self, f: F) -> &mut Self
    where
        F: Fn(usize) + Send + Sync + 'static,
    {
        self.after_start = Some(Arc::new(f));
        self
    }

    /// Execute closure `f` just prior to shutting down each worker thread.
    ///
    /// This hook is intended for bookkeeping and monitoring.
    /// The closure `f` will be dropped after the `builder` is dropped
    /// and all threads in the pool have executed it.
    ///
    /// The closure provided will receive an index corresponding to the worker
    /// thread it's running on.
    pub fn before_stop<F>(&mut self, f: F) -> &mut Self
    where
        F: Fn(usize) + Send + Sync + 'static,
    {
        self.before_stop = Some(Arc::new(f));
        self
    }

    /// Create a [`ThreadPool`](ThreadPool) with the given configuration.
    pub fn create(&mut self) -> Result<ThreadPool, io::Error> {
        let (tx, rx) = mpsc::channel();
        let pool = ThreadPool {
            state: Arc::new(PoolState {
                tx: Mutex::new(tx),
                rx: Mutex::new(rx),
                cnt: AtomicUsize::new(1),
                size: self.pool_size,
            }),
        };

        for counter in 0..self.pool_size {
            let state = pool.state.clone();
            let after_start = self.after_start.clone();
            let before_stop = self.before_stop.clone();
            let mut thread_builder = thread::Builder::new();
            if let Some(ref name_prefix) = self.name_prefix {
                thread_builder = thread_builder.name(format!("{}{}", name_prefix, counter));
            }
            if self.stack_size > 0 {
                thread_builder = thread_builder.stack_size(self.stack_size);
            }
            thread_builder.spawn(move || state.work(counter, after_start, before_stop))?;
        }
        Ok(pool)
    }
}

impl Default for ThreadPoolBuilder {
    fn default() -> Self {
        Self::new()
    }
}

/// A task responsible for polling a future to completion.
struct Task {
    future: FutureObj<'static, ()>,
    exec: ThreadPool,
    wake_handle: Arc<WakeHandle>,
}

struct WakeHandle {
    mutex: UnparkMutex<Task>,
    exec: ThreadPool,
}

impl Task {
    /// Actually run the task (invoking `poll` on the future) on the current
    /// thread.
    fn run(self) {
        let Self { mut future, wake_handle, mut exec } = self;
        let waker = waker_ref(&wake_handle);
        let mut cx = Context::from_waker(&waker);

        // Safety: The ownership of this `Task` object is evidence that
        // we are in the `POLLING`/`REPOLL` state for the mutex.
        unsafe {
            wake_handle.mutex.start_poll();

            loop {
                let res = future.poll_unpin(&mut cx);
                match res {
                    Poll::Pending => {}
                    Poll::Ready(()) => return wake_handle.mutex.complete(),
                }
                let task = Self { future, wake_handle: wake_handle.clone(), exec };
                match wake_handle.mutex.wait(task) {
                    Ok(()) => return, // we've waited
                    Err(task) => {
                        // someone's notified us
                        future = task.future;
                        exec = task.exec;
                    }
                }
            }
        }
    }
}

impl fmt::Debug for Task {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
        f.debug_struct("Task").field("contents", &"...").finish()
    }
}

impl ArcWake for WakeHandle {
    fn wake_by_ref(arc_self: &Arc<Self>) {
        if let Ok(task) = arc_self.mutex.notify() {
            arc_self.exec.state.send(Message::Run(task))
        }
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;
    use std::sync::mpsc;

    #[test]
    fn test_drop_after_start() {
        {
            let (tx, rx) = mpsc::sync_channel(2);
            let _cpu_pool = ThreadPoolBuilder::new()
                .pool_size(2)
                .after_start(move |_| tx.send(1).unwrap())
                .create()
                .unwrap();

            // After ThreadPoolBuilder is deconstructed, the tx should be dropped
            // so that we can use rx as an iterator.
            let count = rx.into_iter().count();
            assert_eq!(count, 2);
        }
        std::thread::sleep(std::time::Duration::from_millis(500)); // wait for background threads closed: https://github.com/rust-lang/miri/issues/1371
    }
}

[ Dauer der Verarbeitung: 0.3 Sekunden  (vorverarbeitet)  ]

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....
    

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge