Linux中的工作佇列

工作佇列(work queue)是linux kernel中將工作推後執行的一種機制。這種機制和bh或tasklets不同之處在於工作佇列是把推後的工作交由乙個核心執行緒去執行，因此工作佇列的優勢就在於它允許重新排程甚至睡眠。

工作佇列是2.6核心開始引入的機制，在2.6.20之後，工作佇列的資料結構發生了一些變化，因此本文分成兩個部分對2.6.20之前和之後的版本分別做介紹。

i、2.6.0~2.6.19

資料結構：

struct work_struct ;

pending是用來記錄工作是否已經掛在佇列上；

entry是迴圈鍊錶結構；

func作為函式指標，由使用者實現；

data用來儲存使用者的私人資料，此資料即是func的引數；

wq_data一般用來指向工作者執行緒（工作者執行緒參考下文）；

timer是推後執行的定時器。

work_struct的這些變數裡，func和data是使用者使用的，其他是內部變數，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式_func及_func需要的引數_data賦給work_struct的func及data變數。

2、對工作進行排程，即把給定工作的處理函式提交給預設的工作佇列和工作者執行緒。工作者執行緒本質上是乙個普通的核心執行緒，在預設情況下，每個cpu均有乙個型別為「events」的工作者執行緒，當呼叫schedule_work時，這個工作者執行緒會被喚醒去執行工作鍊錶上的所有工作。

3、延遲執行工作，與schedule_work類似。

4、重新整理預設工作佇列。此函式會一直等待，直到佇列中的所有工作都被執行。

5、flush_scheduled_work並不取消任何延遲執行的工作，因此，如果要取消延遲工作，應該呼叫cancel_delayed_work。

以上均是採用預設工作者執行緒來實現工作佇列，其優點是簡單易用，缺點是如果預設工作佇列負載太重，執行效率會很低，這就需要我們建立自己的工作者執行緒和工作佇列。

api：

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、建立新的工作佇列和相應的工作者執行緒，name用於該核心執行緒的命名。

2、類似於schedule_work，區別在於queue_work把給定工作提交給建立的工作佇列wq而不是預設佇列。

3、延遲執行工作。

4、重新整理指定工作佇列。

5、釋放建立的工作佇列。

下面一段**可以看作乙個簡單的實作：

void my_func(void *data)

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，工作佇列的資料結構發生了一些變化，使用時不能沿用舊的方法。

資料結構：

typedef void (*work_func_t)(struct work_struct *work);

struct work_struct ;

與2.6.19之前的版本相比，work_struct**不少。粗粗一看，entry和之前的版本相同，func和data發生了變化，另外並無其他的變數。

entry我們不去過問，這個和以前的版本完全相同。data的型別是atomic_long_t，這個型別從字面上看可以知道是乙個原子型別。第一次看到這個變數時，很容易誤認為和以前的data是同樣的用法，只不過型別變了而已，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的引數是乙個work_struct指標，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引數傳遞給func呢？以前有void *data來作為引數，現在好像完全沒有辦法做到；第二，如何實現延遲工作？目前版本的work_struct並沒有定義timer。

解決第乙個問題，需要換一種思路。2.6.20版本之後使用工作佇列需要把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。

對於第二個問題，新的工作佇列把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，只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，所以之前的做法在一定程度上有些浪費資源。所以新版本中，將timer從work_struct中拿掉，然後又定義了乙個新的結構delayed_work用於處理延遲執行：

struct delayed_work ;

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和以前略有區別，其他用法完全一樣。

實作：struct my_struct_t ;

void my_func(struct work_struct *work)

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);

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