第二十六节、工作队列

本节用于介绍工作队列

一、工作队列的基础概念

1、什么是工作队列？

工作队列（workqueue）是实现中断下文的机制之一，是一种将工作推后执行的形式。那工作队列和我们之前学的tasklet机制有什么不同呢？tasklet也是实现中断下文的机制。他们俩个最主要的区别是tasklet 不能休眠，而工作队列是可以休眠的。所以，tasklet可以用来处理比较耗时间的事情，而工作队列可以处理非常复杂并且更耗时间的事情。

2、工作队列（workqueue）的工作原理

Linux系统在启动期间会创建内核线程，该线程创建以后就处于sleep状态，然后这个线程会一直去队列里面读，看看有没有任务，如果有就执行，如果没有就休眠。工作队列的实现机制实际上是非常复杂的，初学阶段只需要了解这些基本概念接口。

类比理解：

流水线上的机械：Linux系统自动会创建一个。多种不同的物料使用同一个流水线机械，那么这个就是共享工作队列的概念。

如果当前的流水线机械不能满足我们加工的物料，我们是不是就需要重新定制一台流水线机器呢，这个就是自定义工作队列的概念。

共享工作队列有什么有缺点呢？

不需要自己创建，但是如果前面的工作比较耗时间，就会影响后面的工作。

自定义工作队列有什么优缺点呢？

需要自己创建，系统开销大。优点是不会受到其他工作的影响。（因为这个流水线就是专门加工这一种零件的。）

二、工作队列相关API

尽管工作队列的实现机制非常复杂，但是我们使用工作队列其实就是在这个流水线上添加自己的物料，然后等待执行即可。

一个具体的工作（类比就是流水线上的物料）我们使用结构体 work_struct来描述的，我们使用工作队列的第一步就是先定义个工作队列。

文件位置路径：include/linux/workqueue.h

struct work_struct {
        atomic_long_t data;
        struct list_head entry;
        work_func_t func;
#ifdef CONFIG_LOCKDEP
        struct lockdep_map lockdep_map;
#endif
};

在这个结构体里面我们只需要关注func这个成员就可以了，他是一个函数指针，因为我们要把我们需要完成的工作写在这个函数里面。

<1>DECLARE_WORK宏

作用：动态定义并且初始化工作队列，用此方法之后无需再单独定义工作队列和使用INIT_WORK宏进行工作队列的初始化

函数原型：

文件位置路径：include/linux/workqueue.h

#define DECLARE_WORK(n, f)                                              \
        struct work_struct n = __WORK_INITIALIZER(n, f)
//参数：
//n：工作队列结构体名称
//f：工作函数

<2>INIT_WORK宏

作用：动态初始化工作队列

函数原型：

文件位置路径：include/linux/workqueue.h

#define INIT_WORK(_work, _func)                                         \
        __INIT_WORK((_work), (_func), 0)
//参数：
//work：工作队列地址
//func：工作函数

举例：

struct work_struct test;
在模块初始化函数中：
INIT_WORK(&test, func);

以上两句命令相当于
DECLARE_WORK(test, func) 

<3>schedule_work函数

作用：调度工作，把work_struct挂到CPU相关的工作结构队列链表上，等待工作者线程处理。

函数原型：

文件位置路径：include/linux/workqueue.h

static inline bool schedule_work(struct work_struct *work)
{
        return queue_work(system_wq, work);
}
//参数:
//work：工作队列地址

需要注意的是，如果调度完工作，并不会马上执行，只是加到了共享的工作队列里面去，等轮到他才会执行。

如果我们多次调用相同的任务，假如上一次的任务还没有处理完成，那么多次调度相同的任务是无效的