工作隊(duì)列(work queue)是Linux kernel中將工作推后執(zhí)行的一種機(jī)制。這種機(jī)制和BH或Tasklets不同之處在于工作隊(duì)列是把推后的工作交由一個(gè)內(nèi)核線程去執(zhí)行，因此工作隊(duì)列的優(yōu)勢(shì)就在于它允許重新調(diào)度甚至睡眠。

工作隊(duì)列是2.6內(nèi)核開始引入的機(jī)制，在2.6.20之后，工作隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生了一些變化，因此本文分成兩個(gè)部分對(duì)2.6.20之前和之后的版本分別做介紹。

I、2.6.0~2.6.19

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

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(jīng)掛在隊(duì)列上；

entry是循環(huán)鏈表結(jié)構(gòu)；

func作為函數(shù)指針，由用戶實(shí)現(xiàn)；

data用來存儲(chǔ)用戶的私人數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)即是func的參數(shù)；

wq_data一般用來指向工作者線程（工作者線程參考下文）；

timer是推后執(zhí)行的定時(shí)器。

work_struct的這些變量里，func和data是用戶使用的，其他是內(nèi)部變量，我們可以不用太過關(guān)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，目的是把用戶指定的函數(shù)_func及_func需要的參數(shù)_data賦給work_struct的func及data變量。

2、對(duì)工作進(jìn)行調(diào)度，即把給定工作的處理函數(shù)提交給缺省的工作隊(duì)列和工作者線程。工作者線程本質(zhì)上是一個(gè)普通的內(nèi)核線程，在默認(rèn)情況下，每個(gè)CPU均有一個(gè)類型為“events”的工作者線程，當(dāng)調(diào)用schedule_work時(shí)，這個(gè)工作者線程會(huì)被喚醒去執(zhí)行工作鏈表上的所有工作。

3、延遲執(zhí)行工作，與schedule_work類似。

4、刷新缺省工作隊(duì)列。此函數(shù)會(huì)一直等待，直到隊(duì)列中的所有工作都被執(zhí)行。

5、flush_scheduled_work并不取消任何延遲執(zhí)行的工作，因此，如果要取消延遲工作，應(yīng)該調(diào)用cancel_delayed_work。

以上均是采用缺省工作者線程來實(shí)現(xiàn)工作隊(duì)列，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易用，缺點(diǎn)是如果缺省工作隊(duì)列負(fù)載太重，執(zhí)行效率會(huì)很低，這就需要我們創(chuàng)建自己的工作者線程和工作隊(duì)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、創(chuàng)建新的工作隊(duì)列和相應(yīng)的工作者線程，name用于該內(nèi)核線程的命名。

2、類似于schedule_work，區(qū)別在于queue_work把給定工作提交給創(chuàng)建的工作隊(duì)列wq而不是缺省隊(duì)列。

3、延遲執(zhí)行工作。

4、刷新指定工作隊(duì)列。

5、釋放創(chuàng)建的工作隊(duì)列。

下面一段代碼可以看作一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)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(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生了一些變化，使用時(shí)不能沿用舊的方法。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

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(fā)生了變化，另外并無其他的變量。

entry我們不去過問，這個(gè)和以前的版本完全相同。data的類型是atomic_long_t，這個(gè)類型從字面上看可以知道是一個(gè)原子類型。第一次看到這個(gè)變量時(shí)，很容易誤認(rèn)為和以前的data是同樣的用法，只不過類型變了而已，其實(shí)不然，這里的data是之前版本的pending和wq_data的復(fù)合體，起到了以前的pending和wq_data的作用。

func的參數(shù)是一個(gè)work_struct指針，指向的數(shù)據(jù)就是定義func的work_struct。

看到這里，會(huì)有兩個(gè)疑問，第一，如何把用戶的數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳遞給func呢？以前有void *data來作為參數(shù)，現(xiàn)在好像完全沒有辦法做到；第二，如何實(shí)現(xiàn)延遲工作？目前版本的work_struct并沒有定義timer。

解決第一個(gè)問題，需要換一種思路。2.6.20版本之后使用工作隊(duì)列需要把work_struct定義在用戶的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，然后通過container_of來得到用戶數(shù)據(jù)。具體用法可以參考稍后的實(shí)作。

對(duì)于第二個(gè)問題，新的工作隊(duì)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(zhí)行工作時(shí)才會(huì)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(fèi)資源。所以新版本中，將timer從work_struct中拿掉，然后又定義了一個(gè)新的結(jié)構(gòu)delayed_work用于處理延遲執(zhí)行：

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

下面把API羅列一下，每個(gè)函數(shù)的解釋可參考之前版本的介紹或者之后的實(shí)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和以前略有區(qū)別，其他用法完全一樣。

實(shí)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);

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux中的工作队列的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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