高性能分布式网络服务器--线程模块

线程模块

线程（英语：thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位。大部分情况下，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。在Unix System V及SunOS中也被称为轻量进程（lightweight processes），但轻量进程更多指内核线程（kernel thread），而把用户线程（user thread）称为线程。
线程是独立调度和分派的基本单位。线程可以为操作系统内核调度的内核线程，如Win32线程；由用户进程自行调度的用户线程，如Linux平台的POSIX Thread；或者由内核与用户进程，如Windows 7的线程，进行混合调度。
同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间，文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈（call stack），自己的寄存器环境（register context），自己的线程本地存储（thread-local storage）。
一个进程可以有很多线程来处理，每条线程并行执行不同的任务。如果进程要完成的任务很多，这样需很多线程，也要调用很多核心，在多核或多CPU，或支持Hyper-threading的CPU上使用多线程程序设计的好处是显而易见的，即提高了程序的执行吞吐率。以人工作的样子想像，核心相当于人，人越多则能同时处理的事情越多，而线程相当于手，手越多则工作效率越高。在单CPU单核的计算机上，使用多线程技术，也可以把进程中负责I/O处理、人机交互而常被阻塞的部分与密集计算的部分分开来执行，编写专门的workhorse线程执行密集计算，虽然多任务比不上多核，但因为具备多线程的能力，从而提高了程序的执行效率。 -----维基百科

tiger中的线程是对pthread的进一步封装。这里可能需要解释为什么放弃使用C++11的线程，而选择自己封装。首先C++11的线程也是基于pthred封装；其次C++11的线程模块没有提供互斥量、读写锁、自旋锁等，但是这些在多线程高并发情况下经常是被需要的

GitHub

• https://github.com/huxiaohei/tiger.git

实现

线程模块主要分为两大类，线程同步和线程本身

线程同步

tiger基于sem_t、pthread_spinlock_t、pthread_mutex_t、pthread_rwlock_t分别实现了计数信号量Semaphore、自旋锁SpinLock、互斥量MutexLock、读写锁ReadWriteLock类。这些类都在构造的时候加锁，析构的时候释放锁
在tiger框架中使用了大量的范围锁，即构造的时候加锁，析构的时候释放锁。这种方式可以简化锁的操作，也可以避免忘记解锁导致的死锁问题

tiger::MutexLock mutex_lock;

void test_mutex_lock() {
    {
    	// 加锁
		tiger::MutexLock::Lock lock(mutex_lock);
	}
	// 锁自动释放
}

线程

在线程创建的时候，需要指定线程入口函数和线程名称。虽然入口函数被规定为void(void)，但实际使用时可以结合std::bind来绑定参数，这样就相当于支持任何类型和数量的参数
tiger的线程类，可以保证在构造完成之后线程函数一定已经处于运行状态。这是通过计数信号量来现实。在构造函数创建线程后会一直阻塞，等到线程入口函数开始执行，构造函数才返回。因此在构造函数一旦返回，就说明线程函数已经在运行

Thread::Thread(std::function<void()> cb, const std::string &name)
    : m_cb(cb), m_name(name) {
    if (name.empty()) {
        m_name = "UNKNOW";
    }
    auto it = pthread_create(&m_thread, nullptr, &Thread::Run, this);
    if (it) {
        TIGER_LOG_E(SYSTEM_LOG) << "[pthread_create fail]";
        throw std::logic_error("[pthread_create fail]");
    }
    m_semaphore.wait();
}

void *Thread::Run(void *arg) {
    try {
        Thread *thread = (Thread *)arg;
        cur_thread = thread;
        cur_thread_name = thread->m_name;
        cur_thread_id = syscall(SYS_gettid);
        pthread_setname_np(thread->m_thread, thread->m_name.substr(0, 15).c_str());
        std::function<void()> cb;
        cb.swap(thread->m_cb);
        thread->m_semaphore.post();
        cb();
    } catch (const std::exception &e) {
        TIGER_LOG_E(SYSTEM_LOG) << "[thread run fail " << e.what() << "]";
    }
    return 0;
}