POCO C++库学习和分析 -- 线程 (一)
POCO C++库学习和分析 -- 线程 (一)
线程是程序设计中用的非常多的技术,在UI设计,网络通讯设计中广泛使用。在POCO库中,线程模块可以分成6个部分去理解。锁(Lock),线程(Thread),主动对象(ActiveObject),线程池(ThreadPool), 定时器(Timer)。下面对它们分别介绍。
1. 数据保护-锁
线程是并行计算中比较复杂的技术之一,使用线程去设计问题时,在获取并行的好处时,也产生了racecondition的问题。锁的存在就是为了解决该问题。
POCO库封装了常见的几种锁,Mutex,Semaphore,Event,Scopelock,ReadWriteLock。类图分别如下:
Mutex
Semaphore
类图非常的简单。就不再多说了,有兴趣的朋友可以自己去看。对于不同平台, POCO基本上选择了比较好的实现方式。比如在Mutex的实现时,Window上用的是criticalsection而非mutex。
2. 线程
POCO对不同操作系统的线程进行了分装,使其变成了一个对象。下面是其的类图:
熟悉JAVA的朋友一定会很开心,这不就是JAVA中使用线程的两种形式之一吗。所有的业务逻辑全部在Runnable中。Thread类只负责开始(Start)和停止(Join)两个动作。
来看一下Thread的实现,在C++中底层API (windows下 _beginthreadex, linux下pthread_create)创建线程时必须要求入口函数是个全局或者静态函数,这要求业务具有唯一性。而事实上不同的线程就是为了完成不同业务的,不同对象对应不同线程。那变化时如何被封装至Thread类中呢。答案在下面。
void ThreadImpl::createImpl(Entry ent, void* pData) { #if defined(_DLL) _thread = CreateThread(NULL, _stackSize, ent, pData, 0, &_threadId); #else unsigned threadId; _thread = (HANDLE) _beginthreadex(NULL, _stackSize, ent, this, 0, &threadId); _threadId = static_cast<DWORD>(threadId); #endif if (!_thread) throw SystemException("cannot create thread"); if (_prio != PRIO_NORMAL_IMPL && !SetThreadPriority(_thread, _prio)) throw SystemException("cannot set thread priority"); } #if defined(_DLL) DWORD WINAPI ThreadImpl::callableEntry(LPVOID pThread) #else unsigned __stdcall ThreadImpl::callableEntry(void* pThread) #endif { _currentThreadHolder.set(reinterpret_cast<ThreadImpl*>(pThread)); #if defined(_DEBUG) && defined(POCO_WIN32_DEBUGGER_THREAD_NAMES) setThreadName(-1, reinterpret_cast<Thread*>(pThread)->getName().c_str()); #endif try { ThreadImpl* pTI = reinterpret_cast<ThreadImpl*>(pThread); pTI->_callbackTarget.callback(pTI->_callbackTarget.pData); } catch (Exception& exc) { ErrorHandler::handle(exc); } catch (std::exception& exc) { ErrorHandler::handle(exc); } catch (...) { ErrorHandler::handle(); } return 0; }
在ThreadImpl::createImpl(Entry ent, void* pData)函数中创建线程时beginthreadex带入了this指针,也就是线程对象本身。
_thread = (HANDLE) _beginthreadex(NULL, _stackSize, ent, this, 0, &threadId);
线程对象本身存在一个结构体CallbackData,其中callback指向了真实的业务路口。不同线程对象在初始化时,会被赋值不同的业务入口函数。
而在静态函数callableEntry中,通过调用this指针可以运行真正的业务函数。
ThreadImpl* pTI = reinterpret_cast<ThreadImpl*>(pThread); pTI->_callbackTarget.callback(pTI->_callbackTarget.pData);
最后用一段代码实例来结束吧
#include "Poco/Thread.h" #include "Poco/Runnable.h" #include <iostream> class HelloRunnable: public Poco::Runnable { virtual void run() { std::cout << "Hello, world!" << std::endl; } }; int main(int argc, char** argv) { HelloRunnable runnable; Poco::Thread thread; thread.start(runnable); thread.join(); return 0; }