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一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： ?

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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掛在佇列上；

entry是迴圈連結串列結構；

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：

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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一個普通的核心執行緒，在預設情況下，每個CPU均有一個型別為“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連結串列上的所有工作。

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：

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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。

 

下面一段程式碼可以看作一個簡單的實作：

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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：

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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一個原子型別。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的引數是一個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。

 

解決第一個問題，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，然後又定義了一個新的結構delayed_work用於處理延遲執行：

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

 

下面把API羅列一下，每個函式的解釋可參考之前版本的介紹或者之後的實作：

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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：

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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);