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

        Event

        ReadWriteLock

         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。

[cpp]  view plain copy

1. void ThreadImpl::createImpl(Entry ent, void* pData)  
2. {  
3. #if defined(_DLL)  
4.     _thread = CreateThread(NULL, _stackSize, ent, pData, 0, &_threadId);  
5. #else  
6.     unsigned threadId;  
7.     _thread = (HANDLE) _beginthreadex(NULL, _stackSize, ent, this, 0, &threadId);  
8.     _threadId = static_cast<DWORD>(threadId);  
9. #endif  
10.     if (!_thread)  
11.         throw SystemException("cannot create thread");  
12.     if (_prio != PRIO_NORMAL_IMPL && !SetThreadPriority(_thread, _prio))  
13.         throw SystemException("cannot set thread priority");  
14. }  
15.   
16. #if defined(_DLL)  
17. DWORD WINAPI ThreadImpl::callableEntry(LPVOID pThread)  
18. #else  
19. unsigned __stdcall ThreadImpl::callableEntry(void* pThread)  
20. #endif  
21. {  
22.     _currentThreadHolder.set(reinterpret_cast<ThreadImpl*>(pThread));  
23. #if defined(_DEBUG) && defined(POCO_WIN32_DEBUGGER_THREAD_NAMES)  
24.     setThreadName(-1, reinterpret_cast<Thread*>(pThread)->getName().c_str());  
25. #endif  
26.     try  
27.     {  
28.         ThreadImpl* pTI = reinterpret_cast<ThreadImpl*>(pThread);  
29.         pTI->_callbackTarget.callback(pTI->_callbackTarget.pData);  
30.     }  
31.     catch (Exception& exc)  
32.     {  
33.         ErrorHandler::handle(exc);  
34.     }  
35.     catch (std::exception& exc)  
36.     {  
37.         ErrorHandler::handle(exc);  
38.     }  
39.     catch (...)  
40.     {  
41.         ErrorHandler::handle();  
42.     }  
43.     return 0;  
44. }  

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。

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1. _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。

[cpp]  view plain copy

1. ThreadImpl* pTI = reinterpret_cast<ThreadImpl*>(pThread);  
2. pTI->_callbackTarget.callback(pTI->_callbackTarget.pData);  

最后用一段代码实例来结束吧

[cpp]  view plain copy

1. #include "Poco/Thread.h"  
2. #include "Poco/Runnable.h"  
3. #include <iostream>  
4. class HelloRunnable: public Poco::Runnable  
5. {  
6.        virtual void run()  
7.        {  
8.             std::cout << "Hello, world!" << std::endl;  
9.        }  
10. };  
11. int main(int argc, char** argv)  
12. {  
13.        HelloRunnable runnable;  
14.        Poco::Thread thread;  
15.        thread.start(runnable);  
16.        thread.join();  
17.        return 0;  
18. }