Linux中的工作隊列

工作隊列(work queue)是Linux kernel中将工作推後執行的一種機制。這種機制和BH或Tasklets不同之處在于工作隊列是把推後的工作交由一個核心線程去執行，是以工作隊列的優勢就在于它允許重新排程甚至睡眠。

工作隊列是2.6核心開始引入的機制，在2.6.20之後，工作隊列的資料結構發生了一些變化，是以本文分成兩個部分對2.6.20之前和之後的版本分别做介紹。

I、2.6.0~2.6.19

資料結構：

struct work_struct { unsigned long pending; struct list_head entry; void (*func)( void *); void *data; void *wq_data; struct timer_list timer; };

pending是用來記錄工作是否已經挂在隊列上；

entry是循環連結清單結構；

func作為函數指針，由使用者實作；

data用來存儲使用者的私人資料，此資料即是func的參數；

wq_data一般用來指向工作者線程（工作者線程參考下文）；

timer是推後執行的定時器。

work_struct的這些變量裡，func和data是使用者使用的，其他是内部變量，我們可以不用太過關心。

API：

INIT_WORK(_work, _func, _data); int schedule_work( struct work_struct *work); int schedule_delayed_work( struct work_struct *work, unsigned long delay); void flush_scheduled_work( void ); int cancel_delayed_work( struct work_struct *work);

1、初始化指定工作，目的是把使用者指定的函數_func及_func需要的參數_data賦給work_struct的func及data變量。

2、對工作進行排程，即把給定工作的處理函數送出給預設的工作隊列和工作者線程。工作者線程本質上是一個普通的核心線程，在預設情況下，每個CPU均有一個類型為“events”的工作者線程，當調用schedule_work時，這個工作者線程會被喚醒去執行工作連結清單上的所有工作。

3、延遲執行工作，與schedule_work類似。

4、重新整理預設工作隊列。此函數會一直等待，直到隊列中的所有工作都被執行。

5、flush_scheduled_work并不取消任何延遲執行的工作，是以，如果要取消延遲工作，應該調用cancel_delayed_work。

以上均是采用預設工作者線程來實作工作隊列，其優點是簡單易用，缺點是如果預設工作隊列負載太重，執行效率會很低，這就需要我們建立自己的工作者線程和工作隊列。

struct workqueue_struct *create_workqueue( const char *name); int queue_work( struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work); int queue_delayed_work( struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work, unsigned long delay); void flush_workqueue( struct workqueue_struct *wq); void destroy_workqueue( struct workqueue_struct *wq);

1、建立新的工作隊列和相應的工作者線程，name用于該核心線程的命名。

2、類似于schedule_work，差別在于queue_work把給定工作送出給建立的工作隊列wq而不是預設隊列。

3、延遲執行工作。

4、重新整理指定工作隊列。

5、釋放建立的工作隊列。

下面一段代碼可以看作一個簡單的實作：

void my_func( void *data) { char *name = ( char *)data; printk(KERN_INFO “Hello world, my name is %s!\n”, name); } struct workqueue_struct *my_wq = create_workqueue(“my wq”); struct work_struct my_work; INIT_WORK(&my_work, my_func, “Jack”); queue_work(my_wq, &my_work); destroy_workqueue(my_wq);

II、2.6.20~2.6.??

自2.6.20起，工作隊列的資料結構發生了一些變化，使用時不能沿用舊的方法。

typedef void (*work_func_t)( struct work_struct *work); struct work_struct { atomic_long_t data; struct list_head entry; work_func_t func; };

與2.6.19之前的版本相比，work_struct瘦身不少。粗粗一看，entry和之前的版本相同，func和data發生了變化，另外并無其他的變量。

entry我們不去過問，這個和以前的版本完全相同。data的類型是atomic_long_t，這個類型從字面上看可以知道是一個原子類型。第一次看到這個變量時，很容易誤認為和以前的data是同樣的用法，隻不過類型變了而已，其實不然，這裡的data是之前版本的pending和wq_data的複合體，起到了以前的pending和wq_data的作用。

func的參數是一個work_struct指針，指向的資料就是定義func的work_struct。

看到這裡，會有兩個疑問，第一，如何把使用者的資料作為參數傳遞給func呢？以前有void *data來作為參數，現在好像完全沒有辦法做到；第二，如何實作延遲工作？目前版本的work_struct并沒有定義timer。

解決第一個問題，需要換一種思路。2.6.20版本之後使用工作隊列需要把work_struct定義在使用者的資料結構中，然後通過container_of來得到使用者資料。具體用法可以參考稍後的實作。

對于第二個問題，新的工作隊列把timer拿掉的用意是使得work_struct更加單純。首先回憶一下之前版本，隻有在需要延遲執行工作時才會用到timer，普通情況下timer是沒有意義的，是以之前的做法在一定程度上有些浪費資源。是以新版本中，将timer從work_struct中拿掉，然後又定義了一個新的結構delayed_work用于處理延遲執行：

struct delayed_work { struct work_struct work; struct timer_list timer; };

下面把API羅列一下，每個函數的解釋可參考之前版本的介紹或者之後的實作：

INIT_WORK( struct work_struct *work, work_func_t func); INIT_DELAYED_WORK( struct delayed_work *work, work_func_t func); int schedule_work( struct work_struct *work); int schedule_delayed_work( struct delayed_work *work, unsigned long delay); struct workqueue_struct *create_workqueue( const char *name); int queue_work( struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work); int queue_delayed_work( struct workqueue_struct *wq, struct delayed_work *work, unsigned long delay); void flush_scheduled_work( void ); void flush_workqueue( struct workqueue_struct *wq); int cancel_delayed_work( struct delayed_work *work); void destroy_workqueue( struct workqueue_struct *wq);

其中，1、2、4、7和以前略有差別，其他用法完全一樣。

實作：

struct my_struct_t { char *name; struct work_struct my_work; }; void my_func( struct work_struct *work) { struct my_struct_t *my_name = container_of(work, struct my_struct_t, my_work); printk(KERN_INFO “Hello world, my name is %s!\n”, my_name->name); } struct workqueue_struct *my_wq = create_workqueue(“my wq”); struct my_struct_t my_name; my_name.name = “Jack”; INIT_WORK(&(my_name.my_work), my_func); queue_work(my_wq, &(my_name.my_work)); destroy_workqueue(my_wq);

作者：wwang 

出處：http://www.cnblogs.com/wwang 

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