高性能服务器项目阅读：Thread类的设计

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#c++ #后端

在多线程编程中，一般会设置一个Thread类来管理线程。提供比std::thread 更高一层的管理。首先，该类需要一个执行函数threadFunc()，这个执行函数应该由用户注册；对于Thread类来说，它并不清楚用户会注册什么类型的函数

class Thread {
using std::function<void()> ThreadFunc;
public:
Thread(ThreadFunc f) {
func_ = f;
}
void start() {
std::thread t(func_);
t.detach();
}
private:
ThreadFunc func_;
};

外部的用法就是：
Thread thread_(add);
thread_.start();

一般来说，多线程服务器都要有一个日志系统方便排查问题，而日志需要记录运行中线程的tid,我们可以将其放入Thread类中进行管理：

class Thread {
using std::function<void()> ThreadFunc;
public:
Thread(ThreadFunc f) {
func_ = f;
}
void start() {
std::thread t(funcWrapper);
std::cout<<tid<<std::endl;
t.detach();
}
void funcWrapper() {
tid = CurrentThread::tid();
func();
}
private:
ThreadFunc func_;
pid_t tid;
};

但这样写有一个问题，就是当主线程创建子线程后，有可能在子线程返回其tid之前就访问tid(std::cout<<tid<<std::endl)了，这个就会导致结果不正确。这是典型的线程同步问题，可以采用信号量解决：

class Thread {
using std::function<void()> ThreadFunc;
public:
Thread(ThreadFunc f) {
func_ = f;
sem_init(&sem_t, false, 0); 

}
void start() {
std::thread t(funcWrapper);
sem_wait(&sem_t);
std::cout<<tid<<std::endl;
t.detach();
}
void funcWrapper() {
tid = CurrentThread::tid();
sem_post(&sem_t);
func();
}
private:
ThreadFunc func_;
pid_t tid;
sem_t sem;
};

其中：

sem_wait（P操作）：尝试获取信号量（若计数器 ≤ 0，则阻塞）
- 检查信号量值
- - 如果 sem > 0：将 sem 减 1,并立即返回
  - 如果 sem == 0：阻塞当前线程，直到其他线程调用 sem_post。
- 线程安全：操作是原子的（不会被其他线程打断）
sem_post（V操作）：释放信号量（计数器 +1，唤醒等待的线程）
- 检查信号量值：
  - 将信号量值 +1
  - 如果之前有线程因 sem_wait 阻塞，则唤醒其中一个
- 线程安全：操作是原子的（不会被其他线程打断）