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boost多线程库使用指南

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usidc5

2010-09-22 00:20

boost多线程库使用指南

一、基本使用
头文件

namespace boost   {
   class  thread;
   class  thread_group;
}

1、thread
thread的构造形式为explicit thread(const boost::function0&);
如果你对boost::function不熟，那么我听我简短的介绍一下：
boost::function0可以简单看为：一个无返回(返回void)，无参数的函数。
这里的函数也可以是类重载operator()构成的函数。

举例来说如下形都可以转化为function0。

1 void run( void )
2 {
3 }
4
5 struct Run
6 {
7 void operator ()( void ) {}
8 } ;
9

只要带参数构造一个thread实例那么就是构建了一个线程，相当的方便快捷。
于是有了我们第一个例子：
例一：

1 #include   < boost / thread.hpp >
2 #include   < iostream >
3
4 struct Run
5        {
6      void   operator ()( void )
7           {
8
9         std::cout << __FUNCTION__ << std::endl;
10         }
11     } ;
12 void run( void )
13        {
14     std::cout << __FUNCTION__ << std::endl;
15     }
16
17 int main( int argc,   char * argv[])
18        {
19     Run r;
20     boost::thread thrd(r);
21     boost::thread thrdb(run);
22      return   0 ;
23     }
24
25

运行后发生了什么？线程起动了，但一闪而过，结果都没能输出全就运行结束了。

那该怎么办呢？
答：使用thread::join，当join后的thread在该线程未执行结束会一直处于阻塞状态。

改下例子中主程序main为

1    {
2     Run r;
3     boost::thread thrd(r);
4     boost::thread thrdb(run);
5     thrd.join();
6     thrdb.join();
7      return   0 ;
8     }

看到结果了，但似乎线程有点不同步，呃。。暂时放在一旁吧。
什么？你觉得void(void)的函数连变量入口都没，传值不方便？其实你错了，当你用会了boost::bind，会发现函数有多少参数都不是问题，都可以轻松bind为void(void)形式。我几乎可以说boost::thread最基本的的使用就是boost::thread+boost::function+boost::bind的结合。

2、thread_group
大家一定注意到除了thread还有thread_group,顾名思义，thread_group就是thread的group，看看main主程序有点烦琐，引入thread_group看看效果
先认识下thread_group的成员函数：

1 thread * create_thread( const boost::function0 < void >& );   // 创建一个线程
2 void add_thread(thread * );   // 加入一个已存在的线程
3 void remove_thread(thread * );   // 移除一个线程
4 void join_all();   // 全部等待结束

很清晰，改造开始

1    {
2     Run r;
3     boost::thread_group grp;
4     grp.create_thread(r);  // 使用create_thread
5      grp.add_thread( new  boost::thread(run));  // 使用add_thread
6      grp.join_all();
7      return   0 ;
8     }

运行，结果完全一样。

注意：当thread_group析构时会自动delete已加入的thread
例

1    {
2     boost::thread_group grp;
3     boost::thread *  thrd = grp.create_thread(r);
4     grp.join_all();
5     delete thrd;
6     }    // 错误, grp在析构时对已删除的thrd再进行删除

若要手动管理，可改为：

1    {
2     Run r;
3     boost::thread_group grp;
4     boost::thread *  thrd = grp.create_thread(r);
5     grp.join_all();
6     grp.remove_thread(thrd);  // 把thrd移出grp
7      delete thrd;
8      return   0 ;
9     }

好了，

usidc5

2010-09-22 00:21

一、创建一个线程
创建线程
    boost::thread myThread(threadFun);
    需要注意的是：参数可以是函数对象或者函数指针。并且这个函数无参数，并返回void类型。
    当一个thread执行完成时，这个子线程就会消失。注意这个线程对象不会消失，它仍然是一个还处在它的生存期的C++对象。同理，当对一个堆上的线程对象的指针调用delete时候，线程对象被销毁，操作系统的线程并不能保证就消失。
放弃时间片
    boost::thread::yield();
    当前线程放弃余下的时间片。
等待一个线程
    myThread.join();
    调用这个方法的线程进入wait状态，直到myThread代表的线程完成为止。如果它不结束的话，join方法就不会返回。join是一个等待子线程结束的最好的方法。如果主程序不调用join方法而直接结束，它的子线程有可能没有执行完成，但是所有的子线程也随之退出。不调用join方法，主线程就不会等待它的子线程。

#include

05	struct MyThreadFunc {

06	void operator( )( ) {

07	// Do something long-running...

}

09	} threadFun;

11	int main( ) {

13	boost::thread myThread(threadFun); // Create a thread that starts

14	// running threadFun

16	boost::thread::yield( ); // Give up the main thread's timeslice

17	// so the child thread can get some work

// done.

20	// Go do some other work...

22	myThread.join( ); // The current (i.e., main) thread will wait

23	// for myThread to finish before it returns

}

线程组
    如果你需要创建几个线程，考虑使用一个线程组对象thread_group来组织它们。一个thread_group对象可以使用多种方法管理线程。首先，可以使用一个指向动态创建的线程对象的指针作为参数来调用add_thread方法，将这个线程加入线程组。也可以直接使用线程组类的create_thread方法，可不先创建线程而直接把线程加入到线程组中。
    当线程组对象的析构函数被调用时，它将删除（delete）所有这些通过add_thread方法加入的线程指针。所以，只能将堆上的线程对象指针通过add_thread方法加入线程组。remove_thread方法从线程组删除某个线程的指针，但是我们仍需负责把线程本身内存释放掉。
    线程组对象的成员方法join_all方法等待线程组中所有线程结束，才返回。

01	boost::thread_group grp;

02	boost::thread *p = new boost::thread(threadFun);

03	grp.add_thread(p);

04	//do something...

05	grp.remove_thread(p);

07	grp.create_thread(threadFun);

08	grp.create_thread(threadFun); //Now there are two threads in grp

10	grp.join_all(); //Wait for all threads to finish

二、使资源是线程安全的
保证同一时刻多个线程不会同时修改同一个共享资源，那么这个程序是线程安全的，或者是串行化访问资源的。可以使用mutex类来控制线程的并发问题。

#include

05	// A simple queue class; don't do this, use std::queue

template

07	class Queue {

public:

09	Queue( ) {}

10	~Queue( ) {}

12	void enqueue(const T& x) {

13	// Lock the mutex for this queue

14	boost::mutex::scoped_lock lock(mutex_);

15	list_.push_back(x);

16	// A scoped_lock is automatically destroyed (and thus unlocked)

17	// when it goes out of scope

}

20	T dequeue( ) {

21	boost::mutex::scoped_lock lock(mutex_);

23	if (list_.empty( ))

24	throw "empty!"; // This leaves the current scope, so the

25	T tmp = list_.front( ); // lock is released

26	list_.pop_front( );

27	return(tmp);

28	} // Again: when scope ends, mutex_ is unlocked

private:

31	std::list list_;

32	boost::mutex mutex_;

};

35	Queue queueOfStrings;

37	void sendSomething( ) {

38	std::string s;

39	for (int i = 0; i < 10; ++i) {

40	queueOfStrings.enqueue("Cyrus");

}

44	void recvSomething( ) {

45	std::string s;

47	for (int i = 0; i < 10; ++i) {

48	try {s = queueOfStrings.dequeue( );}

49	catch(...) {}

}

53	int main( ) {

54	boost::thread thr1(sendSomething);

55	boost::thread thr2(recvSomething);

57	thr1.join( );

58	thr2.join( );

}

    mutex对象本身并不知道它代表什么，它仅仅是被多个消费者线程使用的资源访问的锁定解锁标志。在某个时刻，只有一个线程可以锁定这个mutex对象，这就阻止了同一时刻有多个线程并发访问共享资源。一个mutex就是一个简单的信号机制。
    给mutex加解锁有多种策略，最简单的是使用scoped_lock类，它使用一个mutex参数来构造，并一直锁定这个mutex直到对象被销毁。如果这个正在被构造的mutex已经被别的线程锁定的话，当前线程就会进入wait状态，直到这个锁被解开。

三、读写锁
    mutex有一个美中不足，它不区分读和写。线程如果只是进行读操作，mutex强制线程串行化访问资源，效率低。而且这种操作不需要排他性访问。基于这个原因，Boost线程库提供了read_write_mutex。

#include

template

07	class Queue {

public:

09	Queue( ) : // Use a read/write mutex and give writers priority

10	rwMutex_(boost::read_write_scheduling_policy::writer_priority){}

11	~Queue( ) {}

13	void enqueue(const T& x) {

14	// Use a r/w lock since enqueue updates the state

15	boost::read_write_mutex::scoped_write_lock writeLock(rwMutex_);

16	list_.push_back(x);

}

19	T dequeue( ) {

20	// Again, use a write lock

21	boost::read_write_mutex::scoped_write_lock writeLock(rwMutex_);

23	if (list_.empty( ))

24	throw "empty!";

25	T tmp = list_.front( );

26	list_.pop_front( );

27	return(tmp);

}

30	T getFront( ) {

31	// This is a read-only operation, so you only need a read lock

32	boost::read_write_mutex::scoped_read_lock readLock(rwMutex_);

33	if (list_.empty( ))

34	throw "empty!";

35	return(list_.front( ));

}

private:

39	std::list list_;

40	boost::read_write_mutex rwMutex_;

};

43	Queue queueOfStrings;

45	void sendSomething( ) {

46	std::string s;

48	for (int i = 0; i < 10; ++i) {

49	queueOfStrings.enqueue("Cyrus");

}

53	void checkTheFront( ) {

54	std::string s;

56	for (int i = 0; i < 10; ++i) {

57	try {s = queueOfStrings.getFront( );}

58	catch(...) {}

}

62	int main( ) {

64	boost::thread thr1(sendSomething);

65	boost::thread_group grp;

67	grp.create_thread(checkTheFront);

68	grp.create_thread(checkTheFront);

69	grp.create_thread(checkTheFront);

70	grp.create_thread(checkTheFront);

72	thr1.join( );

73	grp.join_all( );

}

注意Queue的构造函数中队读写锁rwMutex的初始化。同一时刻，可能有多个读写线程要锁定一个read_write_mutex，而这些锁的调度策略依赖于构造这个mutex时选定的调度策略。Boost库中提供了四种调度策略：

1）reader_priority：等待读锁的线程优先于等待写锁的线程
2）writer_priority：等待写锁的线程优先于等待读锁的线程
3）alternating_single_read：在读锁和写锁之间交替
4）alternating_many_reads：在读锁和写锁之间交替，这个策略将在两个写锁之间使得所有的在这个queue上挂起的读锁都被允许。

选择使用哪种策略要慎重，因为使用前两种的话可能会导致某些锁始终不能成功，出现饿死的现象。

usidc5

2010-09-22 00:22

0 前言

标准C++线程即将到来。CUJ预言它将衍生自Boost线程库，现在就由Bill带领我们探索一下Boost线程库。

就在几年前，用多线程执行程序还是一件非比寻常的事。然而今天互联网应用服务程序普遍使用多线程来提高与多客户链接时的效率；为了达到最大的吞吐量，事务服务器在单独的线程上运行服务程序；GUI应用程序将那些费时，复杂的处理以线程的形式单独运行，以此来保证用户界面能够及时响应用户的操作。这样使用多线程的例子还有很多。

但是C++标准并没有涉及到多线程，这让程序员们开始怀疑是否可能写出多线程的C++程序。尽管不可能写出符合标准的多线程程序，但是程序员们还是会使用支持多线程的操作系统提供的多线程库来写出多线程C++程序。但是这样做至少有两个问题：这些库大部分都是用C语言完成的，如果在C++程序中要使用这些库就必须十分小心；还有，每一个操作系统都有自己的一套支持多线程的类库。因此，这样写出来得代码是没有标准可循的，也不是到处都适用的（non- portable)。Boost线程库就是为了解决所有这些问题而设计的。

Boost是由C++标准委员会类库工作组成员发起，致力于为C++开发新的类库的组织。现在它已经有近2000名成员。许多库都可以在Boost源码的发布版本中找到。为了使这些类库是线程安全的（thread-safe)，Boost线程库被创建了。

许多C++专家都投身于Boost线程库的开发中。所有接口的设计都是从0开始的，并不是C线程API的简单封装。许多C++特性（比如构造函数和析构函数，函数对象（function object)和模板）都被使用在其中以使接口更加灵活。现在的版本可以在POSIX,Win32和Macintosh Carbon平台下工作。

'700')this.width='700';if(this.offsetHeight>'700')this.height='700';" http: www.cnblogs.com CuteSoft_Client CuteEditor Load.ashx?type='image&file=anchor.gif"' border="0">); background-repeat: no-repeat no-repeat; ">1 创建线程

就像std::fstream类就代表一个文件一样，boost::thread类就代表一个可执行的线程。缺省构造函数创建一个代表当前执行线程的实例。一个重载的构造函数以一个不需任何参数的函数对象作为参数，并且没有返回值。这个构造函数创建一个新的可执行线程，它调用了那个函数对象。

起先，大家认为传统C创建线程的方法似乎比这样的设计更有用，因为C创建线程的时候会传入一个void*指针，通过这种方法就可以传入数据。然而，由于Boost线程库是使用函数对象来代替函数指针，那么函数对象本身就可以携带线程所需的数据。这种方法更具灵活性，也是类型安全（type- safe)的。当和Boost.Bind这样的功能库一起使用时，这样的方法就可以让你传递任意数量的数据给新建的线程。

目前，由Boost线程库创建的线程对象功能还不是很强大。事实上它只能做两项操作。线程对象可以方便使用==和!=进行比较来确定它们是否是代表同一个线程；你还可以调用boost::thread::join来等待线程执行完毕。其他一些线程库可以让你对线程做一些其他操作（比如设置优先级，甚至是取消线程）。然而，由于要在普遍适用（portable）的接口中加入这些操作不是简单的事，目前仍在讨论如何将这些操组加入到Boost线程库中。

Listing1展示了boost::thread类的一个最简单的用法。新建的线程只是简单的在std::out上打印“hello,world”，main函数在它执行完毕之后结束。

例1：

#include 

#include 

void hello()

{

std::cout <<

"Hello world, I'm a thread!"

<< std::endl;

}

int main(int argc, char* argv[])

{

boost::thread thrd(&hello);

thrd.join();

return 0;

}

'700')this.width='700';if(this.offsetHeight>'700')this.height='700';" http: www.cnblogs.com CuteSoft_Client CuteEditor Load.ashx?type='image&file=anchor.gif"' border="0">); background-repeat: no-repeat no-repeat; ">2 互斥体

任何写过多线程程序的人都知道避免不同线程同时访问共享区域的重要性。如果一个线程要改变共享区域中某个数据，而与此同时另一线程正在读这个数据，那么结果将是未定义的。为了避免这种情况的发生就要使用一些特殊的原始类型和操作。其中最基本的就是互斥体（mutex，mutual exclusion的缩写）。一个互斥体一次只允许一个线程访问共享区。当一个线程想要访问共享区时，首先要做的就是锁住（lock）互斥体。如果其他的线程已经锁住了互斥体，那么就必须先等那个线程将互斥体解锁，这样就保证了同一时刻只有一个线程能访问共享区域。

互斥体的概念有不少变种。Boost线程库支持两大类互斥体，包括简单互斥体（simple mutex)和递归互斥体（recursive mutex)。如果同一个线程对互斥体上了两次锁，就会发生死锁（deadlock），也就是说所有的等待解锁的线程将一直等下去。有了递归互斥体，单个线程就可以对互斥体多次上锁，当然也必须解锁同样次数来保证其他线程可以对这个互斥体上锁。

在这两大类互斥体中，对于线程如何上锁还有多个变种。一个线程可以有三种方法来对一个互斥体加锁：

一直等到没有其他线程对互斥体加锁。
如果有其他互斥体已经对互斥体加锁就立即返回。
一直等到没有其他线程互斥体加锁，直到超时。

似乎最佳的互斥体类型是递归互斥体，它可以使用所有三种上锁形式。然而每一个变种都是有代价的。所以Boost线程库允许你根据不同的需要使用最有效率的互斥体类型。Boost线程库提供了6中互斥体类型，下面是按照效率进行排序：

boost::mutex,

boost::try_mutex, 

boost::timed_mutex, 

boost::recursive_mutex, 

boost::recursive_try_mutex,  

boost::recursive_timed_mutex

如果互斥体上锁之后没有解锁就会发生死锁。这是一个很普遍的错误，Boost线程库就是要将其变成不可能（至少时很困难）。直接对互斥体上锁和解锁对于 Boost线程库的用户来说是不可能的。mutex类通过teypdef定义在RAII中实现的类型来实现互斥体的上锁和解锁。这也就是大家知道的 Scope Lock模式。为了构造这些类型，要传入一个互斥体的引用。构造函数对互斥体加锁，析构函数对互斥体解锁。C++保证了析构函数一定会被调用，所以即使是有异常抛出，互斥体也总是会被正确的解锁。

这种方法保证正确的使用互斥体。然而，有一点必须注意：尽管Scope Lock模式可以保证互斥体被解锁，但是它并没有保证在异常抛出之后贡献资源仍是可用的。所以就像执行单线程程序一样，必须保证异常不会导致程序状态异常。另外，这个已经上锁的对象不能传递给另一个线程，因为它们维护的状态并没有禁止这样做。

List2给出了一个使用boost::mutex的最简单的例子。例子中共创建了两个新的线程，每个线程都有10次循环，在std::cout上打印出线程id和当前循环的次数，而main函数等待这两个线程执行完才结束。std::cout就是共享资源，所以每一个线程都使用一个全局互斥体来保证同时只有一个线程能向它写入。

许多读者可能已经注意到List2中传递数据给线程还必须的手工写一个函数。尽管这个例子很简单，如果每一次都要写这样的代码实在是让人厌烦的事。别急，有一种简单的解决办法。函数库允许你通过将另一个函数绑定，并传入调用时需要的数据来创建一个新的函数。 List3向你展示了如何使用Boost.Bind库来简化List2中的代码，这样就不必手工写这些函数对象了。

例2：

#include 

#include 

#include 



boost::mutex io_mutex;

struct count

{

count(int id) : id(id) { }



void operator()()

{

for (int i = 0; i < 10; ++i)

{

boost::mutex::scoped_lock

lock(io_mutex);

std::cout << id << ": "

<< i << std::endl;

}

}



int id;

};



int main(int argc, char* argv[])

{

boost::thread thrd1(count(1));

boost::thread thrd2(count(2));

thrd1.join();

thrd2.join();

return 0;

}

例3： // 这个例子和例2一样，除了使用Boost.Bind来简化创建线程携带数据，避免使用函数对象

#include 

#include 

#include 

#include 



boost::mutex io_mutex;



void count(int id)

{

for (int i = 0; i < 10; ++i)

{

boost::mutex::scoped_lock

lock(io_mutex);

std::cout << id << ": " <<

i << std::endl;

}

}



int main(int argc, char* argv[])

{

boost::thread thrd1(

boost::bind(&count, 1));

boost::thread thrd2(

boost::bind(&count, 2));

thrd1.join();

thrd2.join();

return 0;

}

'700')this.width='700';if(this.offsetHeight>'700')this.height='700';" http: www.cnblogs.com CuteSoft_Client CuteEditor Load.ashx?type='image&file=anchor.gif"' border="0">); background-repeat: no-repeat no-repeat; ">3 条件变量

有的时候仅仅依靠锁住共享资源来使用它是不够的。有时候共享资源只有某些状态的时候才能够使用。比方说，某个线程如果要从堆栈中读取数据，那么如果栈中没有数据就必须等待数据被压栈。这种情况下的同步使用互斥体是不够的。另一种同步的方式－－条件变量，就可以使用在这种情况下。

条件变量的使用总是和互斥体及共享资源联系在一起的。线程首先锁住互斥体，然后检验共享资源的状态是否处于可使用的状态。如果不是，那么线程就要等待条件变量。要指向这样的操作就必须在等待的时候将互斥体解锁，以便其他线程可以访问共享资源并改变其状态。它还得保证从等到得线程返回时互斥体是被上锁得。当另一个线程改变了共享资源的状态时，它就要通知正在等待条件变量得线程，并将之返回等待的线程。

List4是一个使用了boost::condition的简单例子。有一个实现了有界缓存区的类和一个固定大小的先进先出的容器。由于使用了互斥体boost::mutex，这个缓存区是线程安全的。put和get使用条件变量来保证线程等待完成操作所必须的状态。有两个线程被创建，一个在 buffer中放入100个整数，另一个将它们从buffer中取出。这个有界的缓存一次只能存放10个整数，所以这两个线程必须周期性的等待另一个线程。为了验证这一点，put和get在std::cout中输出诊断语句。最后，当两个线程结束后，main函数也就执行完毕了。

#include 

#include 

#include 

#include 



const int BUF_SIZE = 10;

const int ITERS = 100;



boost::mutex io_mutex;



class buffer

{

public:

typedef boost::mutex::scoped_lock

scoped_lock;



buffer()

: p(0), c(0), full(0)

{

}



void put(int m)

{

scoped_lock lock(mutex);

if (full == BUF_SIZE)

{

{

boost::mutex::scoped_lock

lock(io_mutex);

std::cout <<

"Buffer is full. Waiting..."

<< std::endl;

}

while (full == BUF_SIZE)

cond.wait(lock);

}

buf[p] = m;

p = (p+1) % BUF_SIZE;

++full;

cond.notify_one();

}



int get()

{

scoped_lock lk(mutex);

if (full == 0)

{

{

boost::mutex::scoped_lock

lock(io_mutex);

std::cout <<

"Buffer is empty. Waiting..."

<< std::endl;

}

while (full == 0)

cond.wait(lk);

}

int i = buf[c];

c = (c+1) % BUF_SIZE;

--full;

cond.notify_one();

return i;

}



private:

boost::mutex mutex;

boost::condition cond;

unsigned int p, c, full;

int buf[BUF_SIZE];

};



buffer buf;



void writer()

{

for (int n = 0; n < ITERS; ++n)

{

{

boost::mutex::scoped_lock

lock(io_mutex);

std::cout << "sending: "

<< n << std::endl;

}

buf.put(n);

}

}



void reader()

{

for (int x = 0; x < ITERS; ++x)

{

int n = buf.get();

{

boost::mutex::scoped_lock

lock(io_mutex);

std::cout << "received: "

<< n << std::endl;

}

}

}



int main(int argc, char* argv[])

{

boost::thread thrd1(&reader);

boost::thread thrd2(&writer);

thrd1.join();

thrd2.join();

return 0;

}

'700')this.width='700';if(this.offsetHeight>'700')this.height='700';" http: www.cnblogs.com CuteSoft_Client CuteEditor Load.ashx?type='image&file=anchor.gif"' border="0">); background-repeat: no-repeat no-repeat; ">4 线程局部存储

大多数函数都不是可重入的。这也就是说在某一个线程已经调用了一个函数时，如果你再调用同一个函数，那么这样是不安全的。一个不可重入的函数通过连续的调用来保存静态变量或者是返回一个指向静态数据的指针。举例来说，std::strtok就是不可重入的，因为它使用静态变量来保存要被分割成符号的字符串。

有两种方法可以让不可重用的函数变成可重用的函数。第一种方法就是改变接口，用指针或引用代替原先使用静态数据的地方。比方说，POSIX定义了 strok_r，std::strtok中的一个可重入的变量，它用一个额外的char**参数来代替静态数据。这种方法很简单，而且提供了可能的最佳效果。但是这样必须改变公共接口，也就意味着必须改代码。另一种方法不用改变公有接口，而是用本地存储线程（thread local storage）来代替静态数据（有时也被成为特殊线程存储，thread-specific storage）。

Boost线程库提供了智能指针boost::thread_specific_ptr来访问本地存储线程。每一个线程第一次使用这个智能指针的实例时，它的初值是NULL，所以必须要先检查这个它的只是否为空，并且为它赋值。Boost线程库保证本地存储线程中保存的数据会在线程结束后被清除。

List5是一个使用boost::thread_specific_ptr的简单例子。其中创建了两个线程来初始化本地存储线程，并有10次循环，每一次都会增加智能指针指向的值，并将其输出到std::cout上（由于std::cout是一个共享资源，所以通过互斥体进行同步）。main线程等待这两个线程结束后就退出。从这个例子输出可以明白的看出每个线程都处理属于自己的数据实例，尽管它们都是使用同一个 boost::thread_specific_ptr。

例5：

#include 

#include 

#include 

#include 



boost::mutex io_mutex;

boost::thread_specific_ptr<int> ptr;



struct count

{

count(int id) : id(id) { }



void operator()()

{

if (ptr.get() == 0)

ptr.reset(new int(0));



for (int i = 0; i < 10; ++i)

{

(*ptr)++;

boost::mutex::scoped_lock

lock(io_mutex);

std::cout << id << ": "

<< *ptr << std::endl;

}

}



int id;

};



int main(int argc, char* argv[])

{

boost::thread thrd1(count(1));

boost::thread thrd2(count(2));

thrd1.join();

thrd2.join();

return 0;

}

'700')this.width='700';if(this.offsetHeight>'700')this.height='700';" http: www.cnblogs.com CuteSoft_Client CuteEditor Load.ashx?type='image&file=anchor.gif"' border="0">); background-repeat: no-repeat no-repeat; ">5 仅运行一次的例程

还有一个问题没有解决：如何使得初始化工作（比如说构造函数）也是线程安全的。比方说，如果一个引用程序要产生唯一的全局的对象，由于实例化顺序的问题，某个函数会被调用来返回一个静态的对象，它必须保证第一次被调用时就产生这个静态的对象。这里的问题就是如果多个线程同时调用了这个函数，那么这个静态对象的构造函数就会被调用多次，这样错误产生了。

解决这个问题的方法就是所谓的“一次实现”（once routine）。“一次实现”在一个应用程序只能执行一次。如果多个线程想同时执行这个操作，那么真正执行的只有一个，而其他线程必须等这个操作结束。为了保证它只被执行一次，这个routine由另一个函数间接的调用，而这个函数传给它一个指针以及一个标志着这个routine是否已经被调用的特殊标志。这个标志是以静态的方式初始化的，这也就保证了它在编译期间就被初始化而不是运行时。因此也就没有多个线程同时将它初始化的问题了。Boost线程库提供了boost::call_once来支持“一次实现”，并且定义了一个标志boost::once_flag及一个初始化这个标志的宏 BOOST_ONCE_INIT。

List6是一个使用了boost::call_once的例子。其中定义了一个静态的全局整数，初始值为0；还有一个由 BOOST_ONCE_INIT初始化的静态boost::once_flag实例。main函数创建了两个线程，它们都想通过传入一个函数调用 boost::call_once来初始化这个全局的整数，这个函数是将它加1。main函数等待着两个线程结束，并将最后的结果输出的到 std::cout。由最后的结果可以看出这个操作确实只被执行了一次，因为它的值是1。

#include 

#include 

#include 



int i = 0;

boost::once_flag flag =

BOOST_ONCE_INIT;



void init()

{

++i;

}



void thread()

{

boost::call_once(&init, flag);

}



int main(int argc, char* argv[])

{

boost::thread thrd1(&thread);

boost::thread thrd2(&thread);

thrd1.join();

thrd2.join();

std::cout << i << std::endl;

return 0;

}

'700')this.width='700';if(this.offsetHeight>'700')this.height='700';" http: www.cnblogs.com CuteSoft_Client CuteEditor Load.ashx?type='image&file=anchor.gif"' border="0">); background-repeat: no-repeat no-repeat; ">6 Boost线程库的未来

Boost线程库正在计划加入一些新特性。其中包括boost::read_write_mutex，它可以让多个线程同时从共享区中读取数据，但是一次只可能有一个线程向共享区写入数据；boost::thread_barrier，它使得一组线程处于等待状态，知道所有得线程都都进入了屏障区；boost::thread_pool,他允许执行一些小的routine而不必每一都要创建或是销毁一个线程。

Boost线程库已经作为标准中的类库技术报告中的附件提交给C++标准委员会，它的出现也为下一版C++标准吹响了第一声号角。委员会成员对 Boost线程库的初稿给予了很高的评价,当然他们还会考虑其他的多线程库。他们对在C++标准中加入对多线程的支持非常感兴趣。从这一点上也可以看出，多线程在C++中的前途一片光明。

usidc5 2010-09-22 00:24

死锁、饿死和竞态条件

1）死锁，是涉及至少2个线程和2个资源的情况。线程A和B，资源X和Y。A锁定了X，而B锁定了Y。此时A和B有彼此想要对方的资源，死锁就出现了。

死锁的预防有两种方法。一种是，通过小心的按照一定的顺序对不同的mutex来加锁。另一种是，使用Boost提供的try_mutex互斥量和scoped_try_lock。或者使用时间锁。scoped_try_lock对try_mutex加锁时，可能成功，也可能失败，但不会阻塞。时间锁则有一个超时时间。
bool dequeue(T& x)
{
	boost::try_mutex::scope_try_lock lock(tryMutex_);
	if(!lock.locked())
		return false;
	else{
		if (list_.empty())
throw "empty!";
		x = list_.front();
		list_.pop_front();
		return true;
	}
}
private:
	boost::try_mutex tryMutex_;

2）饿死，如果你正在使用write_priority策略，并且你有很多创建写锁的线程，那么读锁的线程就可能饿死。

3）竞态条件，

if(q.getFront() == "Cyrus"){
   str = q.dequeue();
   //....
}

这个代码在单线程环境中工作很好，因为q在第一行和第二行代码之间不会被修改。多线程环境中则会出现问题。此为竞态条件。解决的方法是为Queue添加一个成员函数dequeueIfEquals，在函数执行过程中始终锁定互斥量。

四、从一个线程中给另一个线程发送通知

当需要线程等待某个事物时，可以创建一个condition对象，然后通过这个对象来通知那些等待的线程。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
 
class Request { /*...*/ };
 
// A simple job queue class; don't do this, use std::queue
template
class JobQueue {
public:
   JobQueue( ) {}
  ~JobQueue( ) {}
 
   void submitJob(const T& x) {
      boost::mutex::scoped_lock lock(mutex_);
      list_.push_back(x);
      workToBeDone_.notify_one( );
   } 
 
   T getJob( ) {
      boost::mutex::scoped_lock lock(mutex_);
 
      workToBeDone_.wait(lock); // Wait until this condition is
                                // satisfied, then lock the mutex
      T tmp = list_.front( );
      list_.pop_front( );
      return(tmp);
   }
 
private:
   std::list list_;
   boost::mutex mutex_;
   boost::condition workToBeDone_;
};
 
JobQueue myJobQueue;
 
void boss( ) {
   for (;;) {
      // Get the request from somewhere
      Request req;
      myJobQueue.submitJob(req);
   }
}
 
void worker( ) {
   for (;;) {
      Request r(myJobQueue.getJob( ));
      // Do something with the job...
   }
}
 
int main( ) {
   boost::thread thr1(boss);
   boost::thread thr2(worker);
   boost::thread thr3(worker);
 
   thr1.join( );
   thr2.join( );
   thr3.join( );
}

boost::mutex::scoped_lock lock(mutex_);

workToBeDone_.wait(lock);

这两行代码，第一行锁定这个mutex对象。第二行代码解开这个mutex上的锁，然后进行等待或者休眠，直到它的条件得到了满足。这个mutex互斥对象的解锁让其他的线程能够使用这个mutex对象，它们中的某个需要设置这个等待条件，之后通知另外的线程。

notify_all函数，通知那些所有正在等待某个条件变为真的线程，那些线程随后进入运行状态。wait方法做两件事情：它一直等待直到有人在它正等待的condition上调用notify_one或notify_all，然后它就试图锁定相关的mutex。当调用的是notify_all时，尽管多个等待的线程都尽量去获得下一个锁，但谁将获得依赖于这个mutex的类型和使用的优先策略。

一个condition对象能让消费者线程休眠，因此在还没有碰到一个condition时处理器可以去处理别的事情。例如一个web服务器使用一个工作线程池来处理进来的请求。当没有需求进来时，让这些子线程处于等待状态比让它们循环的查询或者睡眠然后偶尔唤醒来检查这个队列，要好很多。

五、只初始化一次共享资源

#include 
#include 
#include 
 
// Some sort of connection class that should only be initialized once
struct Conn {
   static void init( ) {++i_;}
   static boost::once_flag init_;
   static int i_;
   // ...
};
 
int Conn::i_ = 0;
boost::once_flag Conn::init_ = BOOST_ONCE_INIT;
 
void worker( ) {
   boost::call_once(Conn::init, Conn::init_);
   // Do the real work...
}
 
Conn c;  // You probably don't want to use a global, so see the
         // next Recipe
 
int main( ) {
 
   boost::thread_group grp;
 
   for (int i = 0; i < 100; ++i)
      grp.create_thread(worker);
 
   grp.join_all( );
 
   std::cout << c.i_ << '\n'; // c.i_ = 1
}

一个共享资源不得不在某个地方被初始化，并且你希望第一次使用这个资源的线程来完成初始化工作。一个once_flag类型和call_once函数能够保证多个线程不会重复的初始化同一个对象。首先，必须使用BOOST_ONCE_INIT宏来初始化这个once_flag对象。boost::once_flag Conn::init_ = BOOST_ONCE_INIT; 之后调用call_once函数，boost::call_once(Conn::init, Conn::init_); 第一个形参是希望被执行一次的初始化函数的地址。

usidc5 2010-09-22 00:24

六、给线程函数传递一个参数

#include 
#include 
#include 
#include 
 
// A typedef to make the declarations below easier to read
typedef void (*WorkerFunPtr)(const std::string&);
 
template         typename ParamT> // The type of its parameter
struct Adapter {
   Adapter(FunT f, ParamT& p) : // Construct this adapter and set the
      f_(f), p_(&p) {}          // members to the function and its arg
 
   void operator( )( ) { // This just calls the function with its arg
      f_(*p_);         
   }
private:
   FunT    f_;
   ParamT* p_;  // Use the parameter's address to avoid extra copying
};
 
void worker(const std::string& s) {
   std::cout << s << '\n';
}
 
int main( ) {
 
   std::string s1 = "This is the first thread!";
   std::string s2 = "This is the second thread!";
 
   boost::thread thr1(Adapter(worker, s1));
   boost::thread thr2(Adapter(worker, s2));
 
   thr1.join( );
   thr2.join( );
}

使用这个函数适配器类模板，你就可以给线程函数传递参数了。如果你需要传递多个参数，仅需要在这个适配器中增加另一个类型和成员变量。

usidc5

2010-09-22 00:26

最近在做一个消息中间件里面涉及到多线程编程，由于跨平台的原因我采用了boost线程库。在创建线程时遇到了几种线程创建方式现总结如下：
首先看看boost::thread的构造函数吧，boost::thread有两个构造函数：
（1）thread()：构造一个表示当前执行线程的线程对象；
（2）explicit thread(const boost::function0& threadfunc)：
     boost::function0可以简单看为：一个无返回(返回void)，无参数的函数。这里的函数也可以是类重载operator()构成的函数；该构造函数传入的是函数对象而并非是函数指针，这样一个具有一般函数特性的类也能作为参数传入，在下面有例子。
第一种方式：最简单方法
#include
#include

void hello()
{
        std::cout <<
        "Hello world, I''m a thread!"
        << std::endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
        boost::thread thrd(&hello);
        thrd.join();
        return 0;
}
第二种方式：复杂类型对象作为参数来创建线程：
#include
#include
#include

boost::mutex io_mutex;

struct count
{
        count(int id) : id(id) { }

        void operator()()
        {
                for (int i = 0; i < 10; ++i)
                {
                        boost::mutex::scoped_lock
                        lock(io_mutex);
                        std::cout << id << ": "
                        << i << std::endl;
                }
        }

        int id;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
        boost::thread thrd1(count(1));
        boost::thread thrd2(count(2));
        thrd1.join();
        thrd2.join();
        return 0;
}
第三种方式：在类内部创建线程；
（1）类内部静态方法启动线程
#include
#include
class HelloWorld
{
public:
static void hello()
{
      std::cout <<
      "Hello world, I''m a thread!"
      << std::endl;
}
static void start()
{

  boost::thread thrd( hello );
  thrd.join();
}

};
int main(int argc, char* argv[])
{
HelloWorld::start();

return 0;
}
在这里start()和hello()方法都必须是static方法。
（2）如果要求start()和hello()方法不能是静态方法则采用下面的方法创建线程：
#include
#include
#include
class HelloWorld
{
public:
void hello()
{
    std::cout <<
    "Hello world, I''m a thread!"
    << std::endl;
}
void start()
{
  boost::function0< void> f = boost::bind(&HelloWorld::hello,this);
  boost::thread thrd( f );
  thrd.join();
}

};
int main(int argc, char* argv[])
{
HelloWorld hello;
hello.start();
return 0;
}
（3）在Singleton模式内部创建线程：
#include
#include
#include
class HelloWorld
{
public:
void hello()
{
    std::cout <<
    "Hello world, I''m a thread!"
    << std::endl;
}
static void start()
{
  boost::thread thrd( boost::bind
                   (&HelloWorld::hello,&HelloWorld::getInstance() ) ) ;
  thrd.join();
}
static HelloWorld& getInstance()
{
  if ( !instance )
      instance = new HelloWorld;
  return *instance;
}
private:
HelloWorld(){}
static HelloWorld* instance;

};
HelloWorld* HelloWorld::instance = 0;
int main(int argc, char* argv[])
{
HelloWorld::start();

return 0;
}
第四种方法：用类内部函数在类外部创建线程；
#include
#include
#include
#include
class HelloWorld
{
public:
void hello(const std::string& str)
{
        std::cout < }
};

int main(int argc, char* argv[])
{
HelloWorld obj;
boost::thread thrd( boost::bind(&HelloWorld::hello,&obj,"Hello
                               world, I''m a thread!" ) ) ;
thrd.join();
return 0;
}
如果线程需要绑定的函数有参数则需要使用boost::bind。比如想使用 boost::thread创建一个线程来执行函数：void f(int i)，如果这样写：boost::thread thrd(f)是不对的，因为thread构造函数声明接受的是一个没有参数且返回类型为void的型别，而且不提供参数i的值f也无法运行，这时就可以写：boost::thread thrd(boost::bind(f,1))。涉及到有参函数的绑定问题基本上都是boost::thread、boost::function、boost::bind结合起来使用。

usidc5

2011-07-10 12:43

为了取thread调用的函数的返回值，以前要么是弄个函数包起来，用一个外部变量记录返回值，要不就是在类里面加个public的变量做记录，感觉很不地道，而且麻烦

最近看boost的文档，才发现原来1.41和以后的版本的thread库里面已经有相关的东西做这件事了

这个就是 boost::unique_future 和 boost::shared_future.

用起来很方便，下面是示例

#include
#include

using namespace std;
using namespace boost;

int calculate_the_answer_to_life_the_universe_and_everything(int par, string aaa)
{
    if(aaa == "hello")
        return par-1;
    else
        return par+1;
}

int main(void)
{
    int a = 33;
    string b = "hello";
    boost::packaged_task pt(boost::bind(calculate_the_answer_to_life_the_universe_and_everything, a, b));
    boost::unique_future fi=pt.get_future();

    boost::thread task(boost::move(pt)); // launch task on a thread

    fi.wait(); // wait for it to finish

    assert(fi.is_ready());
    assert(fi.has_value());
    assert(!fi.has_exception());
    assert(fi.get_state()==boost::future_state::ready);
//    assert(fi.get()==42);
    int aaa = fi.get();
    return 0;
}

usidc5

2011-07-17 13:09

Boost.Thread可以使用多线程执行可移植C++代码中的共享数据。它提供了一些类和函数来管理线程本身，还有其它一些为了实现在线程之间同步数据或者提供针对特定单个线程的数据拷贝。
头文件:
#include
线程定义
boost::thread 类是负责启动和管理线程。每个boost::thread对象代表一个单独的执行线程，是不可拷贝的。由于它是可以被移动到，所以它们可以被保存到会改变大小的容器中，并且从函数返回。这使得线程创建的详细信息可以被封装到一个函数中。
boost::thread make_thread();
void f()
{
boost::thread some_thread = make_thread();
some_thread.join();
}

启动线程
一个新的线程可以通过传递一个可被调用的类型对象来启动，这个对象可以不需要给构造器参数就被唤醒。对象被拷贝到内存，并且在最新创建的线程上唤醒。如果对象不能被拷贝，boost::ref可以以引用的方式来传递给函数对象。在这种情况下，用户的boost.thread必须确保对象的引用的生命期必须比最新创建的执行线程要长。
struct callable
{
    void operator()();
};
boost::thread copies_are_safe()
{
    callable x;
    return boost::thread(x);
} // x is destroyed, but the newly-created thread has a copy, so this is OK
boost::thread oops()
{
    callable x;
    return boost::thread(boost::ref(x));
} // x is destroyed, but the newly-created thread still has a reference
  // this leads to undefined behaviour

如果你用一个函数或者可调用的对象希望创建一个boost::thread 的实例需要提供一些参数，这些可以通过给它的构造体传递另外的参数来办到。
void find_the_question(int the_answer);
boost::thread deep_thought_2(find_the_question,42);
参数被拷贝到内部线程结构里:如果需要传递一个引用，可以使用boost::Ref，只是对可调用对象的引用。
没有指定限制传递的额外参数的数量。
线程中的异常
如果传入到boost::thread构造体的函数或者可调用的对象抛出了一个异常而且唤醒它的不是boosst::thread_interrupted类型，std::terminate()会被调用来结束这个线程。
等待
当代表一个执行线程的线程对象被破坏时，这个线程变成分离的，一旦它被分离，将会继续执行知道唤醒由构造体提供的函数或者可调用对象执行结束，或者程序已经结束。线程也可以通过调用detach()成员函数来显示的分离。在这种情形下，线程对象将不在表示一个当前分离的线程，而是一个非线程体。
为了等待一个线程执行完毕，必须使用join()和timed_join()成员函数。join()会阻塞调用的线程直到线程结束。如果线程刚刚执行结束，或者它已经不代表一个线程，join()会立即返回。timed_join()也是类似的，但是调用它如果在指定的时间流逝后线程仍然没有结束它也会返回。
中断
一个正在运行的线程可以通过调用相应的boost::thread对象的interrupt()成员函数来中断。当被中断的线程在下次执行一个指定的中断点(或者如果它在同时执行一个的时候被锁)并开启中断时，在被中断的线程中就会抛出一个boost::thread_interrupted异常。如果没有被捕获，这会导致结束被中断线程的执行。与其他异常一样，栈就会被释放，自动存储期对象的析构体将会被执行。
如果一个线程需要避免被中断，可以创建一个boost::this_thread::disable_interruption实例。这个类的对象在构造体创建线程的时候禁止了中断，可以在析构体调用之前的任意地方恢复允许中断。
void f()
{
    // interruption enabled here
    {
        boost::this_thread::disable_interruption di;
        // interruption disabled
        {
            boost::this_thread::disable_interruption di2;
            // interruption still disabled
        } // di2 destroyed, interruption state restored
        // interruption still disabled
    } // di destroyed, interruption state restored
    // interruption now enabled
}
通过构造一个boost::this_thread::restore_interruption实例可以临时转换一个boost::this_thread::disable_interruption实例造成的影响，只要在有问题的地方传递一个boost::this_thread::disable_interruption对象。这会重新恢复中断状态到当boost::this_thread_diable_interruption对象被构造时，并且在次禁止中断当boost::this_thread::restore_interruption对象被破坏时。
void g()
{
    // interruption enabled here
    {
        boost::this_thread::disable_interruption di;
        // interruption disabled
        {
            boost::this_thread::restore_interruption ri(di);
            // interruption now enabled
        } // ri destroyed, interruption disable again
    } // di destroyed, interruption state restored
    // interruption now enabled
}
我们可以通过调用boost::this_thread::interruption_enabled()来查询中断的状态。

预定义的中断点
以下函数当允许中断时可能会抛出boost::thread_interrupted异常。
boost::thread::join()
boost::thread::timed_join()
boost::condition_variable::wait()
boost::condition_variable::timed_wait()
boost::condition_variable_any::wait()
boost::condition_variable_any::timed_wait()
boost::thread::sleep()
boost::this_thread::sleep()
boost::this_thread::interruption_point()
线程ID
boost::thread::id类可以用来标识一个线程。每个运行的执行线程都有一个特有的ID，可以通过对应的boost::thread的get_id()成员函数来获得ID。

usidc5

2011-09-20 14:21

一、概述
线程是在同一程序同一时间内允许执行不同函数的离散处理队列，这使得在一个长时间进行某种特殊运算的函数在执行时不阻碍其他的函数时变得十分重要。线程实际上允许同时执行两种函数，而这两者不必相互等待。
一旦一个应用程序启动，它仅包含一个默认线程。此线程执行main()函数。在main()中被调用的函数则按这个线程的上下文顺序地执行，这样的程序称为单线程程序。
反之，那些创建新的线程的程序就是多线程程序。他们不仅可以在同一时间执行多个函数，而且这在如今多核盛行的时代显得尤为重要。既然多核允许同时执行多个函数，这就使得对开发人员相应地使用这种处理能力提出了要求。然而线程一直被用来当并发地执行多个函数，开发人员现在不得不仔细地构建应用来支持这种并发。多线程编程知识也因此在多核系统时代变得越来越重要。
本章介绍的是C++ Boost库Boost.Thread，它可以开发独立于平台的多线程应用程序。
二、线程管理
这个库中最重要的一个类就是boost::thread，它在boost/thread.hpp里定义，用来创建一个新线程。下面的示例来说明如何运用它。
view plain
#include
#include
void wait(int seconds)
{
boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(seconds));
}
void thread()
{
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
wait(1);
std::cout << i << std::endl;
}
}
int main()
{
boost::thread t(thread);
t.join();
}
新建线程里执行的那个函数的名称被传递到 boost::thread 的构造函数。一旦上述示例中的变量t被创建，该thread函数就在其所在线程中被立即执行，同时在main()里也并发地执行该thread。
示例中，为了防止程序终止，就需要对新建线程调用join方法。join方法是一个阻塞调用：它可以暂停当前线程，直到调用join的线程运行结束。这就使得main函数一直会等待到thread运行结束。
正如上面例子中看到的，一个特定的线程可以通过诸如t的变量访问，通过这个变量等待着它的使用join方法终止。但是，即使t越界或者析构了，该线程也将继续执行。一个线程总是在一开始就绑定到一个类型为 boost::thread 的变量，但是一旦创建，就不在取决于它。甚至还存在着一个叫detach的方法，允许类型为 boost::thread 的变量从它对应的线程里分离。当然，像 join的方法之后也就不能被调用，因为这个变量不再是一个有效的线程。
任何一个函数内可以做的事情也可以在一个线程内完成。所以，一个线程只不过是一个函数，除了它是同时执行的。在上述例子中，使用一个循环把5个数字写入标准输出流。为了减缓输出，每一个循环中调用wait函数让执行延迟了一秒。wait可以调用一个名为sleep的函数，这个函数也来自于 Boost.Thread，位于 boost::this_thread 命名空间内。
sleep()可以在预计的一段时间或一个特定的时间点后才让线程继续执行。通过传递一个类型为 boost::posix_time::seconds 的对象，在这个例子里我们指定了一段时间。 boost::posix_time::seconds 来自于 Boost.DateTime 库，它被 Boost.Thread 用来管理和处理时间的数据。
虽然前面的例子说明了如何等待一个不同的线程，但下面的例子演示了如何通过所谓的中断点让一个线程中断。
view plain
#include
#include
void wait(int seconds)
{
boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(seconds));
}
void thread()
{
try
{
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
wait(1);
std::cout << i << std::endl;
}
}
catch (boost::thread_interrupted&)
{
}
}
int main()
{
boost::thread t(thread);
wait(3);
t.interrupt();
t.join();
}
在一个线程对象上调用 interrupt() 会中断相应的线程。在这方面，中断意味着一个类型为 boost::thread_interrupted 的异常，它会在这个线程中抛出。然后这只有在线程达到中断点时才会发生。
如果给定的线程不包含任何中断点，简单调用interrupt就不会起作用。每当一个线程中断点，它就会检查interrupt是否被调用过。只有被调用过了， boost::thread_interrupted 异常才会相应地抛出。
Boost.Thread定义了一系列的中断点，例如sleep() 函数，由于sleep() 在这个例子里被调用了五次，该线程就检查了五次它是否应该被中断。然而sleep()之间的调用，却不能使线程中断。
一旦该程序被执行，它只会打印三个数字到标准输出流。这是由于在main里3秒后调用 interrupt()方法。因此，相应的线程被中断，并抛出一个 boost::thread_interrupted 异常。这个异常在线程内也被正确地捕获，catch 处理是空的。由于thread()函数在处理程序后返回，线程也被终止。这反过来也将终止整个程序，因为 main() 等待该线程使用join终止该线程。
Boost.Thread定义包括上述 sleep()函数等十个中断。有了这些中断点，线程可以很容易及时中断。然而，他们并不总是最佳的选择，因为中断点必须事前读入以检查 boost::thread_interrupted 异常。
为了提供一个对 Boost.Thread 里提供的多种函数的整体概述，下面的例子将会再介绍两个。
view plain
#include
#include
int main()
{
std::cout << boost::this_thread::get_id() << std::endl;
std::cout << boost::thread::hardware_concurrency() << std::endl;
}
使用 boost::this_thread命名空间，能提供独立的函数应用于当前线程，比如前面出现的sleep() 。另一个是 get_id()：它会返回一个当前线程的ID号。它也是由 boost::thread 提供的。
boost::thread 类提供了一个静态方法 hardware_concurrency() ，它能够返回基于CPU数目或者CPU内核数目的刻在同时在物理机器上运行的线程数。在常用的双核机器上调用这个方法，返回值为2。这样的话就可以确定在一个多核程序可以同时运行的理论最大线程数。
三、同步
虽然多线程的使用可以提高应用程序的性能，但也增加了复杂性。如果使用线程在同一时间执行几个函数，访问共享资源时必须相应地同步。一旦应用达到了一定规模，这涉及相当一些工作。本段介绍了Boost.Thread提供同步线程的类。
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#include
#include
void wait(int seconds)
{
boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(seconds));
}
boost::mutex mutex;
void thread()
{
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
wait(1);
mutex.lock();
std::cout << "Thread " << boost::this_thread::get_id() << ": " << i << std::endl;
mutex.unlock();
}
}
int main()
{
boost::thread t1(thread);
boost::thread t2(thread);
t1.join();
t2.join();
}
多线程程序使用所谓的互斥对象来同步。Boost.Thread提供多个的互斥类，boost::mutex是最简单的一个，它的使用就像linux下的二进制互斥量。互斥的基本原则是当一个特定的线程拥有资源的时候防止其他线程夺取其所有权，一旦释放，其他的线程可以取得所有权。这将导致线程等待至另一个线程完成处理一些操作，从而相应地释放互斥对象的所有权。
上面的示例使用一个类型为 boost::mutex 的mutex全局互斥对象。thread()函数获取此对象的所有权才在 for 循环内使用 lock()方法写入到标准输出流的。一旦信息被写入，使用unlock()方法释放所有权。
main() 创建两个线程，同时执行thread ()函数。利用 for 循环，每个线程数到5，用一个迭代器写一条消息到标准输出流。然而，标准输出流是一个全局性的被所有线程共享的对象，该标准不提供任何保证 std::cout 可以安全地从多个线程访问。因此，访问标准输出流必须同步：在任何时候，只有一个线程可以访问 std::cout。
由于两个线程试图在写入标准输出流前获得互斥体，实际上只能保证一次只有一个线程访问 std::cout。不管哪个线程成功调用 lock() 方法，其他所有线程必须等待，直到 unlock() 被调用。
获取和释放互斥体是一个典型的模式，是由Boost.Thread通过不同的数据类型支持。例如，不直接地调用 lock() 和 unlock()，使用 boost::lock_guard 类也是可以的。
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#include
#include
void wait(int seconds)
{
boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(seconds));
}
boost::mutex mutex;
void thread()
{
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
wait(1);
boost::lock_guard lock(mutex);
std::cout << "Thread " << boost::this_thread::get_id() << ": " << i << std::endl;
}
}
int main()
{
boost::thread t1(thread);
boost::thread t2(thread);
t1.join();
t2.join();
}
boost::lock_guard 在其内部构造和析构函数分别自动调用lock() 和 unlock() 。访问共享资源是需要同步的，因为它显示地被两个方法调用。 boost::lock_guard 类是另一个出现在我之前第2个系列智能指针单元的RAII用语。
除了boost::mutex 和 boost::lock_guard 之外，Boost.Thread也提供其他的类支持各种同步。其中一个重要的就是 boost::unique_lock ，相比较 boost::lock_guard 而言，它提供许多有用的方法。
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#include
#include
void wait(int seconds)
{
boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(seconds));
}
boost::timed_mutex mutex;
void thread()
{
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
wait(1);
boost::unique_lock lock(mutex, boost::try_to_lock);
if (!lock.owns_lock())
lock.timed_lock(boost::get_system_time() + boost::posix_time::seconds(1));
std::cout << "Thread " << boost::this_thread::get_id() << ": " << i }
}
int main()
{
boost::thread t1(thread);
boost::thread t2(thread);
t1.join();
t2.join();
}
上面的例子用不同的方法来演示 boost::unique_lock 的功能。当然了，这些功能的用法对给定的情景不一定适用；boost::lock_guard 在上个例子的用法还是挺合理的。这个例子就是为了演示 boost::unique_lock 提供的功能。
boost::unique_lock 通过多个构造函数来提供不同的方式获得互斥体。这个期望获得互斥体的函数简单地调用了lock()方法，一直等到获得这个互斥体。所以它的行为跟 boost::lock_guard 的那个是一样的。
如果第二个参数传入一个 boost::try_to_lock 类型的值，对应的构造函数就会调用 try_lock方法。这个方法返回 bool 型的值：如果能够获得互斥体则返回true，否则返回 false。相比lock函数，try_lock会立即返回，而且在获得互斥体之前不会被阻塞。
上面的程序向boost::unique_lock 的构造函数的第二个参数传入boost::try_to_lock。然后通过 owns_lock() 可以检查是否可获得互斥体。如果不能， owns_lock() 返回false。这也用到 boost::unique_lock 提供的另外一个函数： timed_lock() 等待一定的时间以获得互斥体。给定的程序等待长达1秒，应较足够的时间来获取更多的互斥。
其实这个例子显示了三个方法获取一个互斥体：lock() 会一直等待，直到获得一个互斥体。try_lock()则不会等待，但如果它只会在互斥体可用的时候才能获得，否则返回 false。最后，timed_lock()试图获得在一定的时间内获取互斥体。和try_lock()一样，返回bool 类型的值意味着成功是否。

usidc5

2011-09-20 14:22

虽然boost::mutex 提供了lock和try_lock两个方法，但是 boost::timed_mutex 只支持 timed_lock，这就是上面示例那么使用的原因。如果不用timed_lock的话，也可以像以前的例子那样用 boost::mutex。
就像 boost::lock_guard 一样， boost::unique_lock 的析构函数也会相应地释放互斥量。此外，可以手动地用 unlock() 释放互斥量。也可以像上面的例子那样，通过调用 release() 解除boost::unique_lock 和互斥量之间的关联。然而在这种情况下，必须显式地调用 unlock() 方法来释放互斥量，因为 boost::unique_lock 的析构函数不再做这件事情。
boost::unique_lock 这个所谓的独占锁意味着一个互斥量同时只能被一个线程获取。其他线程必须等待，直到互斥体再次被释放。除了独占锁，还有非独占锁。 Boost.Thread里有个 boost::shared_lock 的类提供了非独占锁。正如下面的例子，这个类必须和 boost::shared_mutex 型的互斥量一起使用。
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void wait(int seconds)
{
boost::this_thread::sleep(boost::posix_time::seconds(seconds));
}
boost::shared_mutex mutex;
std::vector random_numbers;
void fill()
{
std::srand(static_cast(std::time(0)));
for (int i = 0; i < 3; ++i)
{
boost::unique_lock lock(mutex);
random_numbers.push_back(std::rand());
lock.unlock();
wait(1);
}
}
void print()
{
for (int i = 0; i < 3; ++i)
{
wait(1);
boost::shared_lock lock(mutex);
std::cout << random_numbers.back() << std::endl;
}
}
int sum = 0;
void count()
{
for (int i = 0; i < 3; ++i)
{
wait(1);
boost::shared_lock lock(mutex);
sum += random_numbers.back();
}
}
int main()
{
boost::thread t1(fill);
boost::thread t2(print);
boost::thread t3(count);
t1.join();
t2.join();
t3.join();
std::cout << "Sum: " << sum << std::endl;
}
boost::shared_lock 类型的非独占锁可以在线程只对某个资源读访问的情况下使用。一个线程修改的资源需要写访问，因此需要一个独占锁。这样做也很明显：只需要读访问的线程不需要知道同一时间其他线程是否访问。因此非独占锁可以共享一个互斥体。
在给定的例子里， print() 和 count() 都可以只读访问 random_numbers 。虽然 print() 函数把 random_numbers 里的最后一个数写到标准输出，count() 函数把它统计到 sum 变量。由于没有函数修改 random_numbers，所有的都可以在同一时间用 boost::shared_lock 类型的非独占锁访问它。
在 fill() 函数里，需要用一个 boost::unique_lock 类型的非独占锁，因为它插入了一个新的随机数到 random_numbers。在 unlock() 显式地调用 unlock() 来释放互斥量之后， fill() 等待了一秒。相比于之前的那个样子，在 for 循环的尾部调用 wait() 以保证容器里至少存在一个随机数，可以被print() 或者 count() 访问。对应地，这两个函数在 for 循环的开始调用了 wait() 。
考虑到在不同的地方每个单独地调用 wait() ，一个潜在的问题变得很明显:函数调用的顺序直接受CPU执行每个独立进程的顺序决定。利用所谓的条件变量，可以同步哪些独立的线程，使数组的每个元素都被不同的线程立即添加到 random_numbers 。
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#include
boost::mutex mutex;
boost::condition_variable_any cond;
std::vector random_numbers;
void fill()
{
std::srand(static_cast(std::time(0)));
for (int i = 0; i < 3; ++i)
{
boost::unique_lock lock(mutex);
random_numbers.push_back(std::rand());
cond.notify_all();
cond.wait(mutex);
}
}
void print()
{
std::size_t next_size = 1;
for (int i = 0; i < 3; ++i)
{
boost::unique_lock lock(mutex);
while (random_numbers.size() != next_size)
cond.wait(mutex);
std::cout << random_numbers.back() << std::endl;
++next_size;
cond.notify_all();
}
}
int main()
{
boost::thread t1(fill);
boost::thread t2(print);
t1.join();
t2.join();
}
这个例子的程序删除了wait() 和count() 。线程不用在每个循环迭代中等待一秒，而是尽可能快地执行。此外，没有计算总额；数字完全写入标准输出流。
为确保正确地处理随机数，需要一个允许检查多个线程之间特定条件的条件变量来同步不每个独立的线程。
正如上面所说，fill() 函数用在每个迭代产生一个随机数，然后放在 random_numbers 容器中。为了防止其他线程同时访问这个容器，就要相应得使用一个排它锁。不是等待一秒，实际上这个例子却用了一个条件变量。调用 notify_all() 会唤醒每个哪些正在分别通过调用wait() 等待此通知的线程。
通过查看 print() 函数里的 for 循环，可以看到相同的条件变量被 wait() 函数调用了。如果这个线程被 notify_all() 唤醒，它就会试图这个互斥量，但只有在 fill() 函数完全释放之后才能成功。
这里的窍门就是调用 wait() 会释放相应的被参数传入的互斥量。在调用 notify_all()后， fill() 函数会通过 wait() 相应地释放线程。然后它会阻止和等待其他的线程调用 notify_all() ，一旦随机数已写入标准输出流，这就会在 print() 里发生。
注意到在 print() 函数里调用 wait() 事实上发生在一个单独 while 循环里。这样做的目的是为了处理在 print() 函数里第一次调用 wait() 函数之前随机数已经放到容器里。通过比较 random_numbers 里元素的数目与预期值，发现这成功地处理了把随机数写入到标准输出流。
四、线程本地存储
线程本地存储（TLS）是一个只能由一个线程访问的专门的存储区域。 TLS的变量可以被看作是一个只对某个特定线程而非整个程序可见的全局变量。下面的例子显示了这些变量的好处。
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#include
#include
#include
void init_number_generator()
{
static bool done = false;
if (!done)
{
done = true;
std::srand(static_cast(std::time(0)));
}
}
boost::mutex mutex;
void random_number_generator()
{
init_number_generator();
int i = std::rand();
boost::lock_guard lock(mutex);
std::cout << i << std::endl;
}
int main()
{
boost::thread t[3];
for (int i = 0; i < 3; ++i)
t = boost::thread(random_number_generator);
for (int i = 0; i < 3; ++i)
t.join();
}
该示例创建三个线程，每个线程写一个随机数到标准输出流。 random_number_generator() 函数将会利用在C++标准里定义的 std::rand() 函数创建一个随机数。但是用于 std::rand() 的随机数产生器必须先用 std::srand() 正确地初始化。如果没做，程序始终打印同一个随机数。
随机数产生器，通过 std::time() 返回当前时间，在 init_number_generator() 函数里完成初始化。由于这个值每次都不同，可以保证产生器总是用不同的值初始化，从而产生不同的随机数。因为产生器只要初始化一次， init_number_generator() 用了一个静态变量 done 作为条件量。
如果程序运行了多次，写入的三分之二的随机数显然就会相同。事实上这个程序有个缺陷：std::rand所用的产生器必须被各个线程初始化。因此init_number_generator() 的实现实际上是不对的，因为它只调用了一次std::srand()。使用TLS，这一缺陷可以得到纠正。
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#include
#include
#include
void init_number_generator()
{
static boost::thread_specific_ptr tls;
if (!tls.get())
tls.reset(new bool(false));
if (!*tls)
{
*tls = true;
std::srand(static_cast(std::time(0)));
}
}
boost::mutex mutex;
void random_number_generator()
{
init_number_generator();
int i = std::rand();
boost::lock_guard lock(mutex);
std::cout << i << std::endl;
}
int main()
{
boost::thread t[3];
for (int i = 0; i < 3; ++i)
t = boost::thread(random_number_generator);
for (int i = 0; i ()都被被重载以方便使用。这个例子用*tls检查这个条件当前是true还是false。再根据当前的条件，随机数生成器决定是否初始化。
正如所见，boost::thread_specific_ptr允许为当前进程保存一个对象的地址，然后只允许当前进程获得这个地址。然而，当一个线程已经成功保存这个地址，其他的线程就会可能就失败。
如果程序正在执行时，它可能会令人感到奇怪：尽管有了TLS的变量，生成的随机数仍然相等。这是因为，三个线程在同一时间被创建，从而造成随机数生成器在同一时间初始化。如果该程序执行了几次，随机数就会改变，这就表明生成器初始化正确了。

usidc5

2011-10-18 18:09

多线程具有良好的并发处理能力，以及多核处理器的良好利用，
单线程程序运行期间由于没有线程切换，所以在单处理环境下有着高性能，相比较多线程服务在共享资源方面的操作可以避免锁操作及相关拷贝，本文使用一个map表说明差异，假设key为int类型，而值为string，那么单线程版本比较简单，代码如下：

C/C++ code

boost::unordered_map map;
....
string *Get(int key)
{
    MapInt::iterator it = m_map_int.find(key);        //查找迭代器
    return (it == m_map_int.end()) ? NULL : &it->second;    //值判断
}

而多线程版本很多人马上想到的可能是加锁，那么实现想当然有可能就是这样：

C/C++ code

boost::unordered_map map;
boost::shared_mutex ;    //锁定义
....
string *Get(int key)
{
    boost::shared_lock lock( m_mutex );    //这边定义为读锁
    MapInt::iterator it = m_map_int.find(key);
    return (it == m_map_int.end()) ? NULL : &it->second;
}

但是这样仍然有问题，上面的函数返回了一个string的指针，这个指针在外部调用map表中的值，
这是非线程安全的，换句话说这个锁定义是无效的，多线程中的标准做法如下：

C/C++ code

boost::unordered_map map;
boost::shared_mutex ;    //锁定义
....
string Get(int key)
{
    boost::shared_lock lock( m_mutex );    //这边定义为读锁
    MapInt::iterator it = m_map_int.find(key);
    return (it == m_map_int.end()) ? NULL : it->second;
}

改进后的多线程map表的读访问直接返回了一个值的拷贝string对象，这样保证了线程的绝对安全，但又面临另一个问题，值拷贝是低效的，特别当string对象非常庞大时，这个过程将变得十分漫长。
如何解决读锁的问题呢，一种比较可行的办法就是在写入时记录值的hash值(保证写入时的线程安全)，或者说是一个校验码，这样在读取时就可以无需加锁，只需判断校验码的正确性即可，简称“读时校验”，示意代码：

C/C++ code

struct value
{
    string val;
    int hash;
};

boost::unordered_map map;
....
void Get(int key,string &str)
{
    MapInt::iterator it = m_map_int.find(key);
    str = it->second.val;
    //这里用到"hash"函数得到值的hash值与写入时的hash值做比较,当无法匹配时说明其它线程正在写操作,这时可以适当"等待"后重新读取。
    while(hash(str) != it->second.hash)
    {
        sleep(1);
        it = m_map_int.find(key);
        str = it->second.val;
    }
}

经过上述改进后,性能上有了较大提升，但仍然有可能读取到“非正常”数据，因为hash值是可碰撞的并“欺骗”了校验，虽然这个可能性极低，但在一些对数据安全性要求较高的场合就显得特别谨慎了，所以追求性能的同时也会付出额外的代价。
在一些使用简单锁机制的服务，如Memcached就会有类似的问题，使用时要注意在应用层做好防范工作。

总结，相对单线程，在多线程程序中，需要额外的锁开销（将近500ns）以及很多的拷贝工作，这使得多线程程序在某些情况下要比单线程慢得多（Memcached早期版本这样典型的追求性能的服务中就只使用单线程），所以当我们选择单线程或多线程程序进行开发时，非常有必要考虑这样类似的问题。

usidc5

2011-10-28 20:43

C++多线程开发是一个复杂的事情，mfc下提供了CWinThread类，和AfxBeginThread等等函数,但是在使用中会遇到很多麻烦事情，例如线程之间参数传递的问题，我们一般都是把参数new一个结构体，传递给子线程，然后释放的工作交给了子线程，这样不可避免会有内存泄漏的危险，例如线程关闭的问题，我们一般用WaitForSingleObject来完成线程关闭工作，但是这个函数并不一定保证线程能收到要关闭的信号，这样父亲已经退出工作了，子线程还在工作，程序也会有潜在的危险。
   所以我已经慢慢不再用这套线程机制了，boost标准stl库的出现，让我眼前一亮，boost所推行的简洁代码概念和模板概念，让我有了清风扑面的感觉，本文将介绍如何使用boost::thread来取代不太安全的MFC线程编程。
   本文所牵涉到的源码下载地址：
   [url]http://download.csdn.net/source/618903[/url]

   基础篇主要是汇集和转载一些已有网文，让初学者入门boost::thread.

    一. 安装原地址http://www.douban.com/group/topic/2494650/

   1.下载boost_1_34_1压缩文件，解压缩到d：/boost_1_34_1/目录下

　　2.编译bjam

　　从vs2005的工具菜单进入命令提示窗口（一定要从这进），cd到d:/boost_1_34_1/tools/jam/src下执行build.bat，会在d:/boost_1_34_1/tools/jam/src/bin.ntx86/產生bjam.exe，將bjam.exe複製到d:/boost_1_34_1/下。

　　3.设定编译环境

　　修改user-config.jam (d:/boost_1_34_1/tools/build/v2/user-config.jam) 的MSVC configuration

　　# MSVC configuration

　　# Configure msvc (default version, searched in standard location

　　# and PATH).

　　# using msvc ;

　　using msvc : 8.0 : : /wd4819 /D_CRT_SECURE_NO_DEPRECATE /D_SCL_SECURE_NO_DEPRECATE /D_SECURE_SCL=0 ;

　　4.编译boost

　　將目錄移至d:/boost_1_34_1/下執行

　　 bjam --without-python --toolset=msvc-8.0 --prefix=d:/boost install

　　參數說明

　　--without-python 表示不使用 python

　　--toolset : 所使用compiler，Visual Studio 2005為msvc-8.0

　　--prefix：指定編譯後library的安裝目錄

　　这一步要花很长时间（大约50分钟）

　　5.设定vs2005环境

　　Tools -> Options -> Projects and Solutions -> VC++ Directories

　　在Library files加上d:/boost/lib

　　在Include files加上d:/boost/include/boost-1_34_1

二.boost::thread入门原文http://www.stlchina.org/twiki/bin/view.pl/Main/BoostThread
1 创建线程
就像std::fstream类就代表一个文件一样，boost::thread类就代表一个可执行的线程。缺省构造函数创建一个代表当前执行线程的实例。一个重载的构造函数以一个不需任何参数的函数对象作为参数，并且没有返回值。这个构造函数创建一个新的可执行线程，它调用了那个函数对象。
起先，大家认为传统C创建线程的方法似乎比这样的设计更有用，因为C创建线程的时候会传入一个void*指针，通过这种方法就可以传入数据。然而，由于Boost线程库是使用函数对象来代替函数指针，那么函数对象本身就可以携带线程所需的数据。这种方法更具灵活性，也是类型安全（type-safe)的。当和Boost.Bind这样的功能库一起使用时，这样的方法就可以让你传递任意数量的数据给新建的线程。

目前，由Boost线程库创建的线程对象功能还不是很强大。事实上它只能做两项操作。线程对象可以方便使用==和!=进行比较来确定它们是否是代表同一个线程；你还可以调用boost::thread::join来等待线程执行完毕。其他一些线程库可以让你对线程做一些其他操作（比如设置优先级，甚至是取消线程）。然而，由于要在普遍适用（portable）的接口中加入这些操作不是简单的事，目前仍在讨论如何将这些操组加入到Boost线程库中。

Listing1展示了boost::thread类的一个最简单的用法。新建的线程只是简单的在std::out上打印“hello,world”，main函数在它执行完毕之后结束。

#include #include void hello()
{ std::cout <<
"Hello world, I'm a thread!" << std::endl;
}
int main(int argc, char* argv[]){
boost::thread thrd(&hello); thrd.join();
return 0;}

2 互斥体
任何写过多线程程序的人都知道避免不同线程同时访问共享区域的重要性。如果一个线程要改变共享区域中某个数据，而与此同时另一线程正在读这个数据，那么结果将是未定义的。为了避免这种情况的发生就要使用一些特殊的原始类型和操作。其中最基本的就是互斥体（mutex，mutual exclusion的缩写）。一个互斥体一次只允许一个线程访问共享区。当一个线程想要访问共享区时，首先要做的就是锁住（lock）互斥体。如果其他的线程已经锁住了互斥体，那么就必须先等那个线程将互斥体解锁，这样就保证了同一时刻只有一个线程能访问共享区域。
互斥体的概念有不少变种。Boost线程库支持两大类互斥体，包括简单互斥体（simple mutex)和递归互斥体（recursive mutex)。如果同一个线程对互斥体上了两次锁，就会发生死锁（deadlock），也就是说所有的等待解锁的线程将一直等下去。有了递归互斥体，单个线程就可以对互斥体多次上锁，当然也必须解锁同样次数来保证其他线程可以对这个互斥体上锁。

在这两大类互斥体中，对于线程如何上锁还有多个变种。一个线程可以有三种方法来对一个互斥体加锁：

一直等到没有其他线程对互斥体加锁。
如果有其他互斥体已经对互斥体加锁就立即返回。
一直等到没有其他线程互斥体加锁，直到超时。

似乎最佳的互斥体类型是递归互斥体，它可以使用所有三种上锁形式。然而每一个变种都是有代价的。所以Boost线程库允许你根据不同的需要使用最有效率的互斥体类型。Boost线程库提供了6中互斥体类型，下面是按照效率进行排序：

boost::mutex,
boost::try_mutex,
boost::timed_mutex,
boost::recursive_mutex,
boost::recursive_try_mutex,
boost::recursive_timed_mutex
如果互斥体上锁之后没有解锁就会发生死锁。这是一个很普遍的错误，Boost线程库就是要将其变成不可能（至少时很困难）。直接对互斥体上锁和解锁对于Boost线程库的用户来说是不可能的。mutex类通过teypdef定义在RAII中实现的类型来实现互斥体的上锁和解锁。这也就是大家知道的Scope Lock模式。为了构造这些类型，要传入一个互斥体的引用。构造函数对互斥体加锁，析构函数对互斥体解锁。C++保证了析构函数一定会被调用，所以即使是有异常抛出，互斥体也总是会被正确的解锁。
这种方法保证正确的使用互斥体。然而，有一点必须注意：尽管Scope Lock模式可以保证互斥体被解锁，但是它并没有保证在异常抛出之后贡献资源仍是可用的。所以就像执行单线程程序一样，必须保证异常不会导致程序状态异常。另外，这个已经上锁的对象不能传递给另一个线程，因为它们维护的状态并没有禁止这样做。

List2给出了一个使用boost::mutex的最简单的例子。例子中共创建了两个新的线程，每个线程都有10次循环，在std::cout上打印出线程id和当前循环的次数，而main函数等待这两个线程执行完才结束。std::cout就是共享资源，所以每一个线程都使用一个全局互斥体来保证同时只有一个线程能向它写入。

许多读者可能已经注意到List2中传递数据给线程还必须的手工写一个函数。尽管这个例子很简单，如果每一次都要写这样的代码实在是让人厌烦的事。别急，有一种简单的解决办法。函数库允许你通过将另一个函数绑定，并传入调用时需要的数据来创建一个新的函数。 List3向你展示了如何使用Boost.Bind库来简化List2中的代码，这样就不必手工写这些函数对象了。

#include #include
#include
boost::mutex io_mutex;
struct count{
count(int id) : id(id) { }
void operator()() {
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
boost::mutex::scoped_lock lock(io_mutex);
std::cout << id << ": " << i << std::endl;
} }
int id;
};
int main(int argc, char* argv[]){
boost::thread thrd1(count(1)); boost::thread thrd2(count(2));
thrd1.join(); thrd2.join();
return 0;}

除了使用Boost.Bind来简化创建线程携带数据，避免使用函数对象

#include #include
#include #include boost::mutex io_mutex;void count(int id)
{ for (int i = 0; i < 10; ++i)
{ boost::mutex::scoped_lock
lock(io_mutex); std::cout << id << ": " <<
i << std::endl; }
}
int main(int argc, char* argv[]){
boost::thread thrd1( boost::bind(&count, 1));
boost::thread thrd2( boost::bind(&count, 2));
thrd1.join(); thrd2.join();
return 0;}

3 条件变量
有的时候仅仅依靠锁住共享资源来使用它是不够的。有时候共享资源只有某些状态的时候才能够使用。比方说，某个线程如果要从堆栈中读取数据，那么如果栈中没有数据就必须等待数据被压栈。这种情况下的同步使用互斥体是不够的。另一种同步的方式－－条件变量，就可以使用在这种情况下。
条件变量的使用总是和互斥体及共享资源联系在一起的。线程首先锁住互斥体，然后检验共享资源的状态是否处于可使用的状态。如果不是，那么线程就要等待条件变量。要指向这样的操作就必须在等待的时候将互斥体解锁，以便其他线程可以访问共享资源并改变其状态。它还得保证从等到得线程返回时互斥体是被上锁得。当另一个线程改变了共享资源的状态时，它就要通知正在等待条件变量得线程，并将之返回等待的线程。

List4是一个使用了boost::condition的简单例子。有一个实现了有界缓存区的类和一个固定大小的先进先出的容器。由于使用了互斥体boost::mutex，这个缓存区是线程安全的。put和get使用条件变量来保证线程等待完成操作所必须的状态。有两个线程被创建，一个在buffer中放入100个整数，另一个将它们从buffer中取出。这个有界的缓存一次只能存放10个整数，所以这两个线程必须周期性的等待另一个线程。为了验证这一点，put和get在std::cout中输出诊断语句。最后，当两个线程结束后，main函数也就执行完毕了。

#include #include
#include #include const int BUF_SIZE = 10;
const int ITERS = 100;
boost::mutex io_mutex;
class buffer{
public: typedef boost::mutex::scoped_lock
scoped_lock;
buffer() : p(0), c(0), full(0)
{ }
void put(int m)
{ scoped_lock lock(mutex);
if (full == BUF_SIZE) {
{ boost::mutex::scoped_lock
lock(io_mutex); std::cout <<
"Buffer is full. Waiting..." << std::endl;
} while (full == BUF_SIZE)
cond.wait(lock); }
buf[p] = m; p = (p+1) % BUF_SIZE;
++full; cond.notify_one();
}
int get() {
scoped_lock lk(mutex); if (full == 0)
{ {
boost::mutex::scoped_lock lock(io_mutex);
std::cout << "Buffer is empty. Waiting..."
<< std::endl; }
while (full == 0) cond.wait(lk);
} int i = buf[c];
c = (c+1) % BUF_SIZE; --full;
cond.notify_one(); return i;
}
private: boost::mutex mutex;
boost::condition cond; unsigned int p, c, full;
int buf[BUF_SIZE];};buffer buf;void writer()
{ for (int n = 0; n < ITERS; ++n)
{ {
boost::mutex::scoped_lock lock(io_mutex);
std::cout << "sending: " << n << std::endl;
} buf.put(n);
}}void reader()
{ for (int x = 0; x < ITERS; ++x)
{ int n = buf.get();
{ boost::mutex::scoped_lock
lock(io_mutex); std::cout << "received: "
<< n << std::endl; }
}}int main(int argc, char* argv[])
{ boost::thread thrd1(&reader);
boost::thread thrd2(&writer); thrd1.join();
thrd2.join(); return 0;
}

线程局部存储
大多数函数都不是可重入的。这也就是说在某一个线程已经调用了一个函数时，如果你再调用同一个函数，那么这样是不安全的。一个不可重入的函数通过连续的调用来保存静态变量或者是返回一个指向静态数据的指针。举例来说，std::strtok就是不可重入的，因为它使用静态变量来保存要被分割成符号的字符串。
有两种方法可以让不可重用的函数变成可重用的函数。第一种方法就是改变接口，用指针或引用代替原先使用静态数据的地方。比方说，POSIX定义了strok_r，std::strtok中的一个可重入的变量，它用一个额外的char**参数来代替静态数据。这种方法很简单，而且提供了可能的最佳效果。但是这样必须改变公共接口，也就意味着必须改代码。另一种方法不用改变公有接口，而是用本地存储线程（thread local storage）来代替静态数据（有时也被成为特殊线程存储，thread-specific storage）。

Boost线程库提供了智能指针boost::thread_specific_ptr来访问本地存储线程。每一个线程第一次使用这个智能指针的实例时，它的初值是NULL，所以必须要先检查这个它的只是否为空，并且为它赋值。Boost线程库保证本地存储线程中保存的数据会在线程结束后被清除。

List5是一个使用boost::thread_specific_ptr的简单例子。其中创建了两个线程来初始化本地存储线程，并有10次循环，每一次都会增加智能指针指向的值，并将其输出到std::cout上（由于std::cout是一个共享资源，所以通过互斥体进行同步）。main线程等待这两个线程结束后就退出。从这个例子输出可以明白的看出每个线程都处理属于自己的数据实例，尽管它们都是使用同一个boost::thread_specific_ptr。

include #include
#include #include boost::mutex io_mutex;
boost::thread_specific_ptr ptr;
struct count{
count(int id) : id(id) { }
void operator()() {
if (ptr.get() == 0) ptr.reset(new int(0));
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{ (*ptr)++;
boost::mutex::scoped_lock lock(io_mutex);
std::cout << id << ": " << *ptr << std::endl;
} }
int id;
};
int main(int argc, char* argv[]){
boost::thread thrd1(count(1)); boost::thread thrd2(count(2));
thrd1.join(); thrd2.join();
return 0;}

5 仅运行一次的例程
还有一个问题没有解决：如何使得初始化工作（比如说构造函数）也是线程安全的。比方说，如果一个引用程序要产生唯一的全局的对象，由于实例化顺序的问题，某个函数会被调用来返回一个静态的对象，它必须保证第一次被调用时就产生这个静态的对象。这里的问题就是如果多个线程同时调用了这个函数，那么这个静态对象的构造函数就会被调用多次，这样错误产生了。
解决这个问题的方法就是所谓的“一次实现”（once routine）。“一次实现”在一个应用程序只能执行一次。如果多个线程想同时执行这个操作，那么真正执行的只有一个，而其他线程必须等这个操作结束。为了保证它只被执行一次，这个routine由另一个函数间接的调用，而这个函数传给它一个指针以及一个标志着这个routine是否已经被调用的特殊标志。这个标志是以静态的方式初始化的，这也就保证了它在编译期间就被初始化而不是运行时。因此也就没有多个线程同时将它初始化的问题了。Boost线程库提供了boost::call_once来支持“一次实现”，并且定义了一个标志boost::once_flag及一个初始化这个标志的宏BOOST_ONCE_INIT。

List6是一个使用了boost::call_once的例子。其中定义了一个静态的全局整数，初始值为0；还有一个由BOOST_ONCE_INIT初始化的静态boost::once_flag实例。main函数创建了两个线程，它们都想通过传入一个函数调用boost::call_once来初始化这个全局的整数，这个函数是将它加1。main函数等待着两个线程结束，并将最后的结果输出的到std::cout。由最后的结果可以看出这个操作确实只被执行了一次，因为它的值是1。

#include #include
#include
int i = 0;boost::once_flag flag =
BOOST_ONCE_INIT;
void init(){
++i;}void thread()
{ boost::call_once(&init, flag);
}
int main(int argc, char* argv[]){
boost::thread thrd1(thread); boost::thread thrd2(thread);
thrd1.join(); thrd2.join();
std::cout << i << std::endl; return 0;
}

6 Boost线程库的未来
Boost线程库正在计划加入一些新特性。其中包括boost::read_write_mutex，它可以让多个线程同时从共享区中读取数据，但是一次只可能有一个线程向共享区写入数据；boost::thread_barrier，它使得一组线程处于等待状态，知道所有得线程都都进入了屏障区；boost::thread_pool,他允许执行一些小的routine而不必每一都要创建或是销毁一个线程。
Boost线程库已经作为标准中的类库技术报告中的附件提交给C++标准委员会，它的出现也为下一版C++标准吹响了第一声号角。委员会成员对Boost线程库的初稿给予了很高的评价,当然他们还会考虑其他的多线程库。他们对在C++标准中加入对多线程的支持非常感兴趣。从这一点上也可以看出，多线程在C++中的前途一片光明。

7 参考资料：

The Boost.Threads Library by Bill Kempf
Visit the Boost website at .

usidc5

2011-10-28 20:44

本文假设读者已经基本了解boost线程库的使用方法。

boost是个开源工程，线程这一块也在不断完善之中，到现在这个阶段,boost::thread仅仅实现了一个完美的技术框架，但是读者在实际使用中会发现一些新的技术问题：

1.boost::thread::join开启一个线程以后，怎样主动结束子线程？

2.boost线程之间怎样实现消息传递？

作者在这里描述怎样一步步扩展这些功能。

一. Janitor 异常安全处理

本文的janitor.hpp是针对异常安全处理的封装类，在后面的扩展类里面有使用到，异常安全的目的是为了保证程序的一段事务的完整性，关于异常安全不是本文的重点，感兴趣的话可以参见http://dev.csdn.net/article/6/6883.shtm

// janitor.hpp : 安全执行类库//
#pragma once#include
template class RefHolder
{ T& ref_;
public: RefHolder(T& ref) : ref_(ref) {}
operator T& () const {
return ref_; }
private: // Disable assignment - not implemented
RefHolder& operator=(const RefHolder&);};
template
inline RefHolder ByRef(T& t){
return RefHolder(t);}
class ScopeGuardImplBase
{ ScopeGuardImplBase& operator =(const ScopeGuardImplBase&);
protected: ~ScopeGuardImplBase()
{ }
ScopeGuardImplBase(const ScopeGuardImplBase& other) throw() : dismissed_(other.dismissed_)
{ other.Dismiss();
} template
static void SafeExecute(J& j) throw() {
if (!j.dismissed_) try
{ j.Execute();
} catch(...)
{ }
}
mutable bool dismissed_;public:
ScopeGuardImplBase() throw() : dismissed_(false) {
} void Dismiss() const throw()
{ dismissed_ = true;
}};
typedef const ScopeGuardImplBase& ScopeGuard;
template
class ScopeGuardImpl0 : public ScopeGuardImplBase{
public: static ScopeGuardImpl0 MakeGuard(F fun)
{ return ScopeGuardImpl0(fun);
} ~ScopeGuardImpl0() throw()
{ SafeExecute(*this);
} void Execute()
{ fun_();
}protected:
ScopeGuardImpl0(F fun) : fun_(fun) {
} F fun_;
};
template inline ScopeGuardImpl0 MakeGuard(F fun)
{ return ScopeGuardImpl0::MakeGuard(fun);
}
template class ScopeGuardImpl1 : public ScopeGuardImplBase
{public:
static ScopeGuardImpl1 MakeGuard(F fun, P1 p1) {
return ScopeGuardImpl1(fun, p1); }
~ScopeGuardImpl1() throw() {
SafeExecute(*this); }
void Execute() {
fun_(p1_); }
protected: ScopeGuardImpl1(F fun, P1 p1) : fun_(fun), p1_(p1)
{ }
F fun_; const P1 p1_;
};
template inline ScopeGuardImpl1 MakeGuard(F fun, P1 p1)
{ return ScopeGuardImpl1::MakeGuard(fun, p1);
}
template class ScopeGuardImpl2: public ScopeGuardImplBase
{public:
static ScopeGuardImpl2 MakeGuard(F fun, P1 p1, P2 p2) {
return ScopeGuardImpl2(fun, p1, p2); }
~ScopeGuardImpl2() throw() {
SafeExecute(*this); }
void Execute() {
fun_(p1_, p2_); }
protected: ScopeGuardImpl2(F fun, P1 p1, P2 p2) : fun_(fun), p1_(p1), p2_(p2)
{ }
F fun_; const P1 p1_;
const P2 p2_;};
template
inline ScopeGuardImpl2 MakeGuard(F fun, P1 p1, P2 p2){
return ScopeGuardImpl2::MakeGuard(fun, p1, p2);}
template
class ScopeGuardImpl3 : public ScopeGuardImplBase{
public: static ScopeGuardImpl3 MakeGuard(F fun, P1 p1, P2 p2, P3 p3)
{ return ScopeGuardImpl3(fun, p1, p2, p3);
} ~ScopeGuardImpl3() throw()
{ SafeExecute(*this);
} void Execute()
{ fun_(p1_, p2_, p3_);
}protected:
ScopeGuardImpl3(F fun, P1 p1, P2 p2, P3 p3) : fun_(fun), p1_(p1), p2_(p2), p3_(p3) {
} F fun_;
const P1 p1_; const P2 p2_;
const P3 p3_;};
template
inline ScopeGuardImpl3 MakeGuard(F fun, P1 p1, P2 p2, P3 p3){
return ScopeGuardImpl3::MakeGuard(fun, p1, p2, p3);}
//************************************************************
template
class ObjScopeGuardImpl0 : public ScopeGuardImplBase{
public: static ObjScopeGuardImpl0 MakeObjGuard(Obj& obj, MemFun memFun)
{ return ObjScopeGuardImpl0(obj, memFun);
} ~ObjScopeGuardImpl0() throw()
{ SafeExecute(*this);
} void Execute()
{ (obj_.*memFun_)();
}protected:
ObjScopeGuardImpl0(Obj& obj, MemFun memFun) : obj_(obj), memFun_(memFun) {}
Obj& obj_; MemFun memFun_;
};
template inline ObjScopeGuardImpl0 MakeObjGuard(Obj& obj, MemFun memFun)
{ return ObjScopeGuardImpl0::MakeObjGuard(obj, memFun);
}
template class ObjScopeGuardImpl1 : public ScopeGuardImplBase
{public:
static ObjScopeGuardImpl1 MakeObjGuard(Obj& obj, MemFun memFun, P1 p1) {
return ObjScopeGuardImpl1(obj, memFun, p1); }
~ObjScopeGuardImpl1() throw() {
SafeExecute(*this); }
void Execute() {
(obj_.*memFun_)(p1_); }
protected: ObjScopeGuardImpl1(Obj& obj, MemFun memFun, P1 p1)
: obj_(obj), memFun_(memFun), p1_(p1) {} Obj& obj_;
MemFun memFun_; const P1 p1_;
};
template inline ObjScopeGuardImpl1 MakeObjGuard(Obj& obj, MemFun memFun, P1 p1)
{ return ObjScopeGuardImpl1::MakeObjGuard(obj, memFun, p1);
}
template class ObjScopeGuardImpl2 : public ScopeGuardImplBase
{public:
static ObjScopeGuardImpl2 MakeObjGuard(Obj& obj, MemFun memFun, P1 p1, P2 p2) {
return ObjScopeGuardImpl2(obj, memFun, p1, p2); }
~ObjScopeGuardImpl2() throw() {
SafeExecute(*this); }
void Execute() {
(obj_.*memFun_)(p1_, p2_); }
protected: ObjScopeGuardImpl2(Obj& obj, MemFun memFun, P1 p1, P2 p2)
: obj_(obj), memFun_(memFun), p1_(p1), p2_(p2) {} Obj& obj_;
MemFun memFun_; const P1 p1_;
const P2 p2_;};
template
inline ObjScopeGuardImpl2 MakeObjGuard(Obj& obj, MemFun memFun, P1 p1, P2 p2){
return ObjScopeGuardImpl2::MakeObjGuard(obj, memFun, p1, p2);}
#define CONCATENATE_DIRECT(s1, s2) s1##s2
#define CONCATENATE(s1, s2) CONCATENATE_DIRECT(s1, s2)#define ANONYMOUS_VARIABLE(str) CONCATENATE(str, __LINE__)
#define ON_BLOCK_EXIT ScopeGuard ANONYMOUS_VARIABLE(scopeGuard) = MakeGuard
#define ON_BLOCK_EXIT_OBJ ScopeGuard ANONYMOUS_VARIABLE(scopeGuard) = MakeObjGuard
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// janitor
struct ICmd_{
virtual void Dismiss() const throw() = 0; virtual ~ICmd_() throw() {}
};
templateclass CmdAdaptor : public ICmd_, protected T
{public:
template CmdAdaptor(Fun fun) : T(fun) {}
template CmdAdaptor(Fun fun, P1 p1) : T(fun, p1) {}
template CmdAdaptor(Fun fun, P1 p1, P2 p2) : T(fun, p1, p2) {}
template CmdAdaptor(Fun fun, P1 p1, P2 p2, P3 p3) : T(fun, p1, p2, p3) {}
void Dismiss() const throw() {
T::Dismiss(); }
};
class Janitor{
public: Janitor() throw() {}
template Janitor(F pFun) : spCmd_(
new CmdAdaptor >(pFun)) {} template
Janitor(F pFun, P1 p1) : spCmd_( new CmdAdaptor >(pFun, p1)) {}
template Janitor(F pFun, P1 p1, P2 p2) : spCmd_(
new CmdAdaptor >(pFun, p1, p2)) {} template
Janitor(F pFun, P1 p1, P2 p2, P3 p3) : spCmd_( new CmdAdaptor >(pFun, p1, p2, p3)) {}
Janitor(const Janitor& other) throw() : spCmd_(other.spCmd_) {} //VC++, Comeau need it!
Janitor& operator =(const Janitor& other) throw() {
if (spCmd_.get()) spCmd_->Dismiss();
spCmd_ = other.spCmd_; return *this;
} void Dismiss() const throw()
{ spCmd_->Dismiss();
}protected:
mutable std::auto_ptr spCmd_;};
template
class ObjCmdAdaptor : public ICmd_, protected T{
public: template
ObjCmdAdaptor(Obj& obj, MemFun memFun) : T(obj, memFun) {} template
ObjCmdAdaptor(Obj& obj, MemFun memFun, P1 p1) : T(obj, memFun, p1) {} template
ObjCmdAdaptor(Obj& obj, MemFun memFun, P1 p1, P2 p2) : T(obj, memFun, p1, p2) {} void Dismiss() const throw()
{ T::Dismiss();
}};
class ObjJanitor : protected Janitor
{public:
using Janitor::Dismiss; ObjJanitor() throw() {}
template
ObjJanitor(Obj& obj, MemFun memFun) {
std::auto_ptr spTmp( new ObjCmdAdaptor >(obj, memFun));
spCmd_ = spTmp; }
template ObjJanitor(Obj& obj, MemFun memFun, P1 p1)
{ std::auto_ptr spTmp(
new ObjCmdAdaptor >(obj, memFun, p1)); spCmd_ = spTmp;
} template
ObjJanitor(Obj& obj, MemFun memFun, P1 p1, P2 p2) {
std::auto_ptr spTmp( new ObjCmdAdaptor >(obj, memFun, p1, p2));
spCmd_ = spTmp; }
};

使用范例

#include "stdafx.h"
#include #include
using namespace std;
#include "janitor.hpp"class class1
{public:
class1() {
} ~class1()
{ }
public: void test()
{ ObjJanitor ja(*this,&class1::testJanitor);
} void testJanitor()
{ cout << "hello world" << endl;
}};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{ class1 c;
c.test(); return 0;
}

二.controlled_module 可被关闭的线程类

该类原型来自于一个叫“阿修罗”的原始类

// controlled_module.hpp : 可主动关闭的boost线程类//
#pragma once
#include #include
#include #include
#include
#include "janitor.hpp"
class controlled_module_implement : boost::noncopyable { public:
controlled_module_implement() :active_(false),command_exit_(false){} boost::condition module_is_exit;
boost::mutex monitor; void active(bool ac)
{boost::mutex::scoped_lock lk(monitor); if(!(active_=ac))module_is_exit.notify_all();else command_exit_=false;} bool command_exit(){boost::mutex::scoped_lock lk(monitor); return command_exit_;}
bool active_,command_exit_;
}; class controlled_module : boost::noncopyable {
public: virtual void run()
{ ObjJanitor janitor(*impl_,&controlled_module_implement::active,false);
impl_->active(true); {
ObjJanitor janitor(*this,&controlled_module::release); if(this->initialize())
{ m_live = true;
SetEvent(m_event_init); while(!impl_->command_exit() && this->islive() && this->work())
{ }
} else
{ m_live = false;
SetEvent(m_event_init); }
} }
bool exit(unsigned long sec=0) {
boost::mutex::scoped_lock lk(impl_->monitor); impl_->command_exit_ = true;
while(impl_->active_) {
if(sec) {
boost::xtime xt; boost::xtime_get(&xt, boost::TIME_UTC);
xt.sec += sec; if(!impl_->module_is_exit.timed_wait(lk,xt))
return false; }
else impl_->module_is_exit.wait(lk);
} return true;
} protected:
controlled_module() :impl_(new controlled_module_implement)
,m_live(false) ,m_event_init(0)
,m_sleeptime(10) {
} virtual ~controlled_module()
{ if(m_live)
stop(); delete impl_;
} private:
virtual bool initialize(){return true;} virtual void release(){}
protected: virtual bool work()
{ Sleep(this->m_sleeptime);
return true; }
int m_sleeptime; private:
bool m_live; void * m_event_init;
controlled_module_implement* impl_; public:
bool start() {
m_event_init = CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,""); boost::thread thd(boost::bind(&controlled_module::run,this));
::WaitForSingleObject(m_event_init,INFINITE); CloseHandle(m_event_init);
m_event_init = 0; return m_live;
} void stop()
{ m_live = false;
exit(1); }
bool islive(){return m_live;} void die()
{ m_live = false;
SetEvent(m_event_init); }
void setsleeptime(int n) {
m_sleeptime = n; }
};

  virtual   bool   initialize();   初始化
  virtual   void   release();   释放
  virtual   bool   work();   工作函数
  如果我们要创建一个可被关闭的线程，可以如下步骤：
  1）创建一个controlled_module 继承类
  2）实现3个虚拟函数
  3）用start(),stop()启动和停止线程
范例：

//controlled_module demo#include "controlled_module.hpp"
class thd: public controlled_module{
public: virtual bool initialize()
{ cout << "thd init" << endl;
return true; }
virtual void release() {
cout << "thd release" << endl; }
virtual bool work() {
//your work........ return controlled_module::work();
}};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){
thd t; t.start();
char buf[10]; gets_s(buf,sizeof buf);
t.stop(); return 0;
}

thd线程在启动以后，将循环执行work()函数，直到线程退出

usidc5

2011-10-28 20:44

什么叫事务线程

举个例子：

我们写一个IM客户端的登录子线程，则该子线程会有这么几个事务要处理

No.1 TCP Socket物理连接

No.2 逻辑登录

No.3 好友在线查询

No.4 状态更新

我们通常的代码写法是

void ThreadLogin(){
try {
if(fail(物理连接)) throw;
if(fail(登录)) throw;
if(fail(查询好友)) throw;
if(fail(更新)) throw;
} catch(exception)
{ }
}

串行的逻辑用串行的代码写，不太好看，况且中途如果主线程发出取消指令，还不好处理。

这里扩展的thread类，就是来解决这个问题的，他会提供给程序员一种事件处理的模式

class threadLogin{
void onEventConnect(){
物理连接}
void onEventLogin(){
登录}
void onEventQuery(){
查询}
void onEventUpdate(){
更新}
}

源码如下

// thread.hpp : controlled_module_ex类的扩展// 增强线程事务处理能力
#pragma once#include "controlled_module_ex.hpp"
class thread: public controlled_module_ex {
protected: static const int NONE = -1;
static const int WAITING =-2; static const int DONE =-3;
static const int FAILED =-4; protected:
struct process {
int level; int status;
int sequence; int trycount;
int tryindex; std::string lasterror;
double timeout; bool bTimeout;
}; process m_process;
controlled_timer m_timer_process; int m_process_begin,m_process_end;
double m_timeout_default; public:
void startprocess(int process_begin,int process_end,double timeout_default=1.0,int cycle=1000) {
m_process_begin = process_begin; m_process_end = process_end;
m_timeout_default = timeout_default; m_process.level = m_process_begin;
m_process.tryindex = 0; this->postmessage(BM_RING_PROCESS);
m_timer_process.starttimer(cycle,this); }
void tryagain() {
if(this->m_process.level==thread::NONE) return;
this->m_process.tryindex++; if(this->m_process.trycount>0 && this->m_process.tryindex>=this->m_process.trycount)
{ this->fail();
} else
this->postmessage(BM_RING_PROCESS); }
void next() {
if(this->m_process.level==thread::NONE) return;
if(this->m_process.level>=this->m_process_end) {
this->m_timer_process.stoptimer(); this->postmessage(BM_RING_PROCESSEND);
} else
{ this->m_process.tryindex = 0;
this->m_process.level++; this->m_process.bTimeout = false;
this->postmessage(BM_RING_PROCESS); }
} void fail()
{ m_process.level = thread::NONE;
this->m_timer_process.stoptimer(); this->postmessage(BM_RING_PROCESSFAIL);
} virtual void on_safestart()
{ m_process.level = thread::NONE;
m_process.status = thread::NONE; m_process_begin = m_process_end = thread::NONE;
controlled_module_ex::on_safestart(); }
virtual void on_safestop() {
m_timer_process.stoptimer(); controlled_module_ex::on_safestop();
} virtual void message(const _command & cmd)
{ controlled_module_ex::message(cmd);
if(cmd.nCmd==BM_RING_PROCESS) {
this->on_process(); }
if(cmd.nCmd==BM_RING_PROCESSEND) {
this->m_process.level = thread::NONE; this->on_process_end();
} if(cmd.nCmd==BM_RING_PROCESSFAIL)
{ this->m_process.level = thread::NONE;
this->on_process_fail(); }
} virtual void on_timer(const controlled_timer * p)
{ if(p==this->m_timer_process)
{ if(this->m_process.level!=thread::NONE)
{ if(this->m_process.level>=this->m_process_begin && this->m_process.level<=this->m_process_end)
{ if(this->m_process.status==thread::NONE)
{ this->m_process.level = this->m_process_begin;
m_process.tryindex = 0; on_process();
} else if(this->m_process.status==thread::WAITING)
{ if(this->m_process.timeout>0)
{ time_t cur;
time(&cur); if(difftime(cur,(time_t)this->m_process.sequence)>this->m_process.timeout)
{ this->m_process.bTimeout = true;
this->tryagain(); }
} }
else if(this->m_process.status==thread::FAILED) {
this->tryagain(); }
else if(this->m_process.status==thread::DONE) {
this->m_process.level++; m_process.tryindex = 0;
this->on_process(); }
} }
} }
virtual void on_process() {
time((time_t*)&m_process.sequence); m_process.timeout = m_timeout_default;
m_process.status = thread::WAITING; m_process.trycount = -1;
} virtual void on_process_end(){}
virtual void on_process_fail(){} int get_sequence(){return m_process.sequence;}
void put_timeout(double v){m_process.timeout = v;} void put_trycount(int v){m_process.trycount = v;}
int get_level(){return m_process.level;} void put_level(int v){m_process.level=v;}
std::string get_lasterror(){return m_process.lasterror;} void put_lasterror(std::string v){m_process.lasterror=v;}
__declspec(property(put=put_trycount)) int trycount; __declspec(property(put=put_timeout)) double timeout;
__declspec(property(get=get_level,put=put_level)) int level; __declspec(property(get=get_sequence)) int sequence;
__declspec(property(get=get_lasterror,put=put_lasterror)) std::string lasterror; };

虚拟函数thread::on_process()处理各种事务事件

虚拟函数thread::on_process_end()是所有事务处理完毕事件

虚拟函数thread::on_process_fail()是事务处理出现错误，这时所有事务被取消，线程终止

这里给一个简单的范例，

总共线程要完成3件事务，其中第二个事务要求用户确认是否继续

#define PROCESS_1 1#define PROCESS_2 2
#define PROCESS_3 3class thdex: public thread
{public:
virtual void on_process() {
thread::on_process(); if(this->level==PROCESS_1)
{ cout << "work on process 1..." << endl;
Sleep(100); cout << "process 1 done." << endl;
this->next(); }
else if(this->level==PROCESS_2) {
cout << "work on process 2..." << endl; this->timeout = -1;
if(IDNO==::MessageBox(0,"are your want continue?","ask",MB_ICONQUESTION|MB_YESNO)) {
this->lasterror = "canceled by user"; this->fail();
} else
{ Sleep(100);
cout << "process 2 done." << endl; this->next();
} }
else if(this->level==PROCESS_3) {
cout << "work on process 3..." << endl; Sleep(100);
cout << "process 3 done." << endl; this->next();
} }
virtual void on_process_fail() {
cout << this->lasterror << endl; }
virtual void on_process_end() {
cout << "all process done." << endl; }
};int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{ thdex t;
t.safestart(); t.startprocess(PROCESS_1,PROCESS_3);
char buf[10]; gets_s(buf,sizeof buf);
t.safestop(); return 0;
}

thread事务还支持超时设定和重试次数设定，这里就不做介绍，读者可以自己研究代码。

usidc5

2011-10-28 20:46

全文介绍了3个boost::thread的扩展类，希望能给大家书写多线程代码带来便捷。

thread -> controlled_module_ex ->controlled_module

那么我们具体在什么情况下选用不同的扩展类呢？

1.如果你只想创建一个生命期比较短的子线程，做一件独立事务，例如统计什么的，那么不需要用到扩展类

void threadCount(){
int num = 0; for(int i=0;i<1000000;i++)
{ num+=i;
}cout << num << endl;
}int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{ boost::thread thd(threadCount);
thd.join();}

2.如果你想开一个子线程，生命期很长，例如后台监控网络数据包，但是主线程要能有效的终止这个子线程，那么就要用到
controlled_module

class mymonitor{
public: virtual bool work()
{ monitor all socket packets
return true;}
}int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{ mymonitor m;
m.start(); //........
m.stop(); return 0;
}

3.如果子线程不光生命周期长，而且与主线程经常有消息通讯，或数据传递等等，那么就要用到controlled_module_ex，例如TCP监听服务子线程，controlled_module_ex是最常用到的一个类，至于完整的范例，例如如何实现tcpserver，有时间我会把代码也贴出来。

4.如果子线程是一个有串行事务逻辑的，例如第一步登录银行系统，第二部破解系统密码，第三部拿钱开个玩笑：），那么就要用到thread类了

usidc5

2012-02-14 20:51

线程池可以减少创建和切换线程的额外开销,利用已经存在的线程多次循环执行多个任务从而提高系统的处理能力，有关线程池的概念可google搜索，下面将其使用实例：
#include
#include
#include "threadpool.hpp"
using namespace std;
using namespace boost::threadpool;
// Some example tasks
void first_task()
{
   for (int i = 0; i < 30; ++i)
   cout << "first" << endl;
}
void second_task()
{
   for (int i = 0; i < 30; ++i)
   cout << "second" << endl;
}
void third_task()
{
   for (int i = 0; i < 30; ++i)
   cout << "third" << endl;
}
void task_with_parameter(int value, string str)
{
  printf("task_with_parameter with int=(%d).\n" ,value);
  printf("task_with_parameter with string=(%s).\n" ,str.c_str());
}
void execute_with_threadpool()
{
  // Create a thread pool.
  pool tp(2);

  // Add some tasks to the pool.
  tp.schedule(&first_task); // 不带参数的执行函数
  tp.schedule(&second_task); // 不带参数的执行函数
  tp.schedule(&third_task); // 不带参数的执行函数
  tp.schedule(boost::bind(task_with_parameter, 8, "hello")); // 带两个参数的执行函数
  // Leave this function and wait until all tasks are finished.
}
int main(int argc, const char* argv[])
{
    execute_with_threadpool();
}
可见，使用起来非常简单方便

usidc5

2012-02-14 20:52

Boost的thread库中目前并没有提供线程池，我在sorceforge上找了一个用boost编写的线程池。该线程池和boost结合的比较好，并且提供了多种任务执行策略，使用也非常简单。

下载地址：

http://threadpool.sourceforge.net/

使用threadpool：

这个线程池不需要编译，只要在项目中包含其头文件就可以了。

一个简单的例子：

#include
#include "threadpool.hpp"

using namespace std;
using namespace boost::threadpool;

// Some example tasks
void first_task()
{
    cout << "first task is running\n" ;
}

void second_task()
{
    cout << "second task is running\n" ;
}

void task_with_parameter(int value)
{
    cout << "task_with_parameter(" << value << ")\n";
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    // Create fifo thread pool container with two threads.
    pool tp(2);

    // Add some tasks to the pool.
    tp.schedule(&first_task);
    tp.schedule(&second_task);
    tp.schedule(boost::bind(task_with_parameter, 4));

    // Wait until all tasks are finished.
    tp.wait();

    // Now all tasks are finished!
    return(0);
}

任务返回值的获取：

一般异步调用中，返回值的获取有同步获取和异步获取两种形式。

同步获取返回值：

int task_int_23()
{
    cout<<"task_int_23()\n";
    return 23;
}

future res = schedule(tp, &task_int_23);
res.wait();

cout<<"get res value:"<
异步获取返回值：

不知道是设计者就不打算使用异步回调获取返回值还是我看的不够仔细，异步获取返回值的方式还真没有找着，只好自己简单的写了一个回调的仿函数来实现异步返回值的获取。

//R为任务函数的返回值类型
template
class callback_task
{
    typedef boost::function callback;
    typedef boost::function function;

private:
    callback c_;
    function f_;

public:
    //F: 任务执行函数 C：结果回调函数
    template
    callback_task(F f,C c)
    {
        f_ = f;
        c_ = c;
    }

    void operator()()
    {
        c_(f_());
    }
};

通过这个对象可以很容易的实现异步结果的回调。

//task_int_23的结果回调函数
void callback(int k)
{
    cout<<"get callback value:"< }

//通过回调的形式获取任务的返回值
tp.schedule(callback_task(&task_int_23,&callback));

执行效率：

这个线程池的效率还没有怎么测试过，目前还没有应用到对性能要求比较高的地方，有时间测试一下。

usidc5

2012-02-14 20:55

呵呵，今天要写一个性能测试的程序，由于之前用过boost的thread，所以就采用了boost的thread库
程序大概是根据指定的参数来生成多个线程来进行一个操作…本来满简单的..但是之前时候不知道boost有进程组的支持…所以只能自己动态的建立一大堆 thread ..放到一个容器中..然后在遍历join下，然后再在结束前delete他们，很麻烦..不过最后还是实现了。不过就在完成之后，同事晓哲给我看了一下他的程序..用到了boost的thread_group ，这才发现原来boost也有进程组的支持阿…晕….刚才试着写了一个简单的程序…呵呵，根据指定参数生成指定个数的子程序… 很简单阿..再也不用遍历一遍每一个join一下了..join_all就搞定了..
下面是代码，呵呵，很简单吧
#include
#include
#include using namespace boost;
using namespace std;
void runChild(const int n)
{
    cout << "我是第" << n << "个子线程" << endl;
    sleep(1);
    cout << "进程" << n <<  "退出" << endl;
}
int main(int argc, char** argv)
{
    int num;
    thread_group threads;
    if (argc < 2)
    {
        cout << "请提供一个要生成线程数的参数" << endl;
        exit(-1);
    }
    num = atoi(argv[1]);
    cout << "我是主程序,我准备产生" << num << "个子线程" << endl;
    for(int i = 0; i < num; i++)
    {
        threads.create_thread(bind(&runChild, i));
    }
    cout << "我是主程序，我在等子线程运行结束" << endl;
    threads.join_all();
    return 0;
}

编译&测试(我在我的ubuntu下测试的）
> g++ threadgroup.cc -lboost_thread
> ./a.out 3
如果在freebsd4下编译的话，如果使用pthread作为线程实现的话，需要明确指出pthread使用线程库，而且默认的template深度好像不能满足boost的需求..需要在编译时加上:
-ftemplate-depth-20 -boost

usidc5

2012-02-14 21:24

为什么要使用线程池：
创建多线程应用程序是非常困难的。需要会面临两个大问题。
一个是要对线程的创建和撤消进行管理，另一个是要对线程对资源的访问实施同步　。　
线程池（thread pool），允许有多个线程同时存在，并发执行，并且这些线程受到统一管理。
　　在Windows Vista中，提供了全新的线程池机制，一般这些线程池中的线程的创建的销毁是由操作系统自动完成的。
　　Windows Vista 中重新设计了线程池，提供了一组新的线程池API。因此，本篇讨论的仅仅在Windows Vista系统，或其以上的Windows版本中有效。
　　当一个进程创建之后，它并不与线程池关联。一旦新的线程池API函数被呼叫之后，系统就为该进程创建内核资源，并且有些资源直到进程结束才释放。因此，在使用线程池的时候，线程、其他内核对象、内部数据结构被分配给进程，因此要考虑线程池是否确实必要。
　　线程池机制有4种功能：
1、调用一个异步函数
2、定时地调用一个函数
3、当一个内核对象被通知的时候调用一个函数
4、当一个异步I/O请求完成的时候调用一个函数

　　而这4个功能都和线程池中的“工作项”息息相关。可以把“工作项”看作是一个特定的工作记录，记录着异步函数，线程池定时器信息，线程池等待对象信息，线程池I/O对象，而这4个对象就是实现上述4个功能的要素。

调用一个异步函数
　　首先来讨论一下第1种功能：调用一个异步函数。其基本步骤可以有两种：
　　第一种：
1、定义一个给定格式的异步函数
2、提交这个异步函数给线程池

　　第二种：
1、定义一个给定格式的异步函数
2、创建一个“工作项”，该工作项与异步函数、异步函数参数关联
3、将这个工作项提交给线程池
4、关闭创建的“工作项”

　　为了在线程池中调用一个异步函数，该异步函数的定义如下（第1个参数pInstance暂不讨论，可以简单地传递NULL，下同）：
VOID NTAPI SimpleCallback(          //函数名可以任意
     PTP_CALLBACK_INSTANCE pInstance,
     PVOID pvContext);     //函数参数

　　然后，你可以提交一个请求给线程池，让其中的一个线程执行这个函数：
BOOL TrySubmitThreadpoolCallback(
   PTP_SIMPLE_CALLBACK pfnCallback,   //按上面格式定义的异步函数的指针
   PVOID pvContext,          //传递给异步函数的参数
   PTP_CALLBACK_ENVIRON pcbe);

　　TrySubmitThreadpoolCallback 函数在线程池队列中加入一个“工作项”（work item），如果成功返回TRUE，否则返回FLASE。pcbe参数下面会介绍，你可以简单地传递NULL给这个参数（下同）。
　　你不必调用CreateThread来创建线程，当进程内调用TrySubmitThreadpoolCallback函数的时候，系统会自动地给你的进程创建线程池，然后在该线程池队列中队列中加入一个“工作项”，并让其中的一个线程来执行你定义的异步函数。当异步函数执行完毕后，该线程不会被销毁，而是进入线程池等待另一个“工作项”的到来。线程池中的线程是回收利用的，并不是不断创建和销毁的，这样提高了性能。同时，这个线程池如果觉得自己的线程太多的话，就自动地销毁一些线程，可以让性能达到最佳。
　　你可以使用CreateThreadpoolWork函数来创建一个“工作项”：
PTP_WORK CreateThreadpoolWork(
   PTP_WORK_CALLBACK pfnWorkHandler,     //异步函数指针
   PVOID pvContext,                      //异步函数参数
   PTP_CALLBACK_ENVIRON pcbe);

　　该函数接受一个异步函数的指针和这个异步函数的参数，并创建一个用户模式的数据结构来保存对应的3个参数的数据，同时返回一个指向这个数据结构的指针，可以理解为“工作项”指针。
　　其中，pfnWordHandler 函数是一个异步函数的指针，这个异步函数会被线程池中某个线程调用，该异步函数定义如下：
VOID CALLBACK WorkCallback(     //函数名可以任意
   PTP_CALLBACK_INSTANCE Instance,
   PVOID Context,      //异步函数参数，由CreateThreadpoolWork函数指定
   PTP_WORK Work);     //线程池“工作项”指针

　　当你想将一个创建了的工作项提交给线程池，可以使用SubmitThreadpoolWork函数：
VOID SubmitThreadpoolWork(PTP_WORK pWork);     //参数是工作项指针

　　如果多次调用该函数向一个线程池提交同一个工作项，那么异步函数会被调用多次，而每次的参数都是同样一个值。
　　如果有另一个线程想要取消提交的工作项，或者挂起自己等待工作项完成，可以使用这个函数：
VOID WaitForThreadpoolWorkCallbacks(
   PTP_WORK pWork,     //工作项指针
   BOOL bCancelPendingCallbacks);  //是否取消该工作项

　　pWork 函数是一个工作项指针，由函数CreateThreadpoolWork创建并返回。如果该工作项没有被提交，则该函数马上返回，不做任何工作。
　　如果传递TRUE给参数bCancelPendingCallbacks，WaitForThreadpoolWorkCallbacks函数将试图取消这个先前提交的工作项。如果这个工作项正在被处理，那么这个处理不会被打断，该函数会等待直到工作项结束才返回。如果这个工作项被提交，但是目前不在处理，那么该函数就会立即取消该工作项并理解返回，那么这个工作项的异步函数就不会被调用了。
　　如果传递FALSE给传递bCancelPendingCallbacks，WaitForThreadpoolWorkCallbacks函数将挂起这个调用它的线程，直到指定的工作项完成，而线程池中执行这个工作项的线程在完成处理工作项之后返回线程池，继续处理下一个工作项。
　　如果传递给WaitForThreadpoolWorkCallbacks函数的第一个参数的工作项指针被提交给线程池多次，也就是说多个工作项使用同一个工作项指针，如果第2个参数为FALSE，那么WaitForThreadpoolWorkCallbacks将等到这个工作项指针代表的所有工作项处理完成才返回。如果传递TRUE给第2个参数，WaitForThreadpoolWorkCallbacks将等待，只要当前正在执行的工作项结束就返回。
　　当你不要使用工作项的时候，使用CloseThreadpoolWork函数关闭之。
VOID CloseThreadpoolWork(PTP_WORK pwk);

定时调用一个函数
　　这是Windows线程池提供的第2个功能。
　　有的时候，应用程序需要在某一个特定的时间执行特定的任务，你可以选择使用Windows内核对象“等待定时器”来实现这个功能，但是如果这种基于时间的任务特别的多，那么就不得不为每个这样的任务创建一个“等待定时器”对象，无疑会浪费资源。当然，你也许会想到创建单个“等待定时器”，然后不断地设置它的下一次要等待的时间，这样就可以完成多个基于时间的任务了。但是如此一来，代码量就会增大。
　　Windows提供了线程池来实现这样的功能，其方法是通过“线程池定时器”。

　　首先，你要定义一个如下格式的回调函数，让线程池中的线程定时调用它：
VOID CALLBACK TimeoutCallback(     // 函数名可以任意
   PTP_CALLBACK_INSTANCE pInstance,
   PVOID pvContext,         // 函数的参数
   PTP_TIMER pTimer);       // 一个指向“线程池定时器”的指针

　　然后告诉线程池什么时候调用你的回调函数：
PTP_TIMER CreateThreadpoolTimer(
   PTP_TIMER_CALLBACK pfnTimerCallback,   // 类似上面格式的函数的指针
   PVOID pvContext,               // 回调函数的参数，由这个参数指明
   PTP_CALLBACK_ENVIRON pcbe);

　　不难发现，CreateThreadpoolTimer函数和第1种方法中的CreateThreadpoolWork函数十分类似，而且两者的回调函数也十分类似。当调用CreateThreadpoolTimer函数的时候，第1个参数指向一个回调函数，第2个参数pvContext会传递给这个回调函数的第2个参数，而其返回值——一个“线程池定时器”指针也会传递给这个回调函数的第3个参数。
　　如果你想把由CreateThreadpoolTimer函数创建的“线程池定时器”注册到线程池中去，可以使用如下函数：
VOID SetThreadpoolTimer(
   PTP_TIMER pTimer,        // 一个“线程池定时器”指针
   PFILETIME pftDueTime,    // 回调函数被调用的时间
   DWORD msPeriod,          // 周期性调用回调函数的间隔时间（毫秒）
   DWORD msWindowLength);   // 周期时间的波动范围（毫秒）

　　该函数的第1个参数pTimer是由CreateThreadpoolTimer函数返回的。第2个参数pftDueTimer是指明回调函数什么时候被调用，一个正的数值表示的是绝对时间，即UTC统一时间；一个负数表示相对时间，即调用该函数之后开始计时，以毫秒为单位；如果是-1，表明回调函数马上被调用。第3个参数msPeriod表明周期性地调用回调函数的时间间隔，即周期时间，如果只想回调函数调用一次，传递0给这个参数。第4个参数是和第3个参数联用的，表明周期时间的波动范围，比如，msPeriod=1000，msWindowLength=2，那么回调函数会在每隔998、999、1000、1001、1002这5个可能的毫秒时间被调用。
　　如果一个“线程池定时器”已经被SetThreadpoolTimer设置了，那么可以再次呼叫SetThreadpoolTimer函数来更改它的相关属性。呼叫SetThreadpoolTimer的时候，可以把NULL传递给第2个参数pftDueTime，这样就说明让线程池停止呼叫对应的回调函数。
　　你可以查询一个“线程池定时器”是否被设置，呼叫IsThreadpoolTimerSet函数：
BOOL IsThreadpoolTimerSet(PTP_TIMER pti);

　　你也可以让线程等待一个“线程池定时器”完成工作，呼叫函数WaitForThreadpoolTimerCallbacks，当要关闭一个“线程池定时器”的时候，呼叫函数CloseThreadpoolTimer，这两个函数同前面讨论的WaitForThreadpoolWork和CloseThreadpoolWorkCallbacks函数类似，可以参考本篇前面的内容。

　　下面总结一下“线程池定时器”的使用方法：

定义一个回调函数，如TimeoutCallback那样的格式。
使用CreateThreadpoolTimer函数创建一个“线程池定时器”，并将已定义的回调函数与它关联在了一起。
使用SetThreadpoolTimer设置“线程池定时器”的属性，并将其提交给线程池。
调用CloseThreadpoolTimer关闭“线程池定时器”。

当一个内核对象被通知的时候调用一个函数
　　有很多线程，初始化的时候等待一个内核对象，一旦这个内核对象转入“已通知”状态，线程就会通知另外一些线程，然后转回继续等待这个内核对象。但是，如果这样的线程很多的话，无疑会增大系统的开销。
　　此时，你可以考虑使用线程池来实现这个功能，就是当一个内核对象被通知的时候，由线程池中的一个线程调用一个异步的回调函数。
　　如果你想让一个“工作项”在一个内核对象为“已通知”的状态下被执行，这个基本流程和前面两个功能的流程类似。
　　首先，定义一个如下格式的异步函数：
VOID CALLBACK WaitCallback(     // 函数名可以任意
   PTP_CALLBACK_INSTANCE pInstance,
   PVOID Context,          // 函数的参数
   PTP_WAIT Wait,         // 线程池等待对象的指针
   TP_WAIT_RESULT WaitResult);     // 该函数被调用的原因

　　然后，需要创建一个“线程池等待对象”：
PTP_WAIT CreateThreadpoolWait(
   PTP_WAIT_CALLBACK    pfnWaitCallback,     // 回调函数指针，函数如上定义
   PVOID                pvContext,          // 传递给回调函数参数Context
   PTP_CALLBACK_ENVIRON pcbe);

　　接着就可以将创建的“线程池等待对象”与这个线程池关联起来，此时线程池队列中会有一个“等待项”记录：
VOID SetThreadpoolWait(
   PTP_WAIT  pWaitItem,     // 一个“线程池等待对象”指针
   HANDLE    hObject,       // 一个内核对象句柄，当被通知时，回调函数被调用
   PFILETIME pftTimeout);   // 等待hObjetct内核对象受到通知的时间

　　这个函数的第1个参数pWaitItem很显然是从CreateThreadpoolWait成功返回的“线程池等待对象”指针。第2个参数hObject是一个内核对象句柄，当这个内核对象为“已通知”状态，则线程池中的一个线程调用异步回调函数。第3个参数pftTimeout是一个等待内核对象的时间，如果为0表示不等待；传递一个负数表示一个相对时间；传递一个正数表示绝对时间；传递NULL表示无限期地等待。
　　要注意的是，不要多次使用SetThreadpoolWait来等待同一个hObject。
　　当内核对象被通知或者等待时间超出，线程池中的线程将呼叫你的回调函数，这个回调函数的最后一个参数WaitResult的值，其实是一个DOWRD类型的，它指明的该回调函数被调用的原因：
1、WAIT_OBJECT_0：SetThreadpoolWait中第二个参数hObject所表明的内核对象受到通知。
2、WAIT_TIMEOUT：内核对象受到通知的时间超过了SetThreadpoolWait的第三个参数所设置的等待时间。
3、WAIT_ABANDONED_0：SetThreadWait函数第二个参数hObject代表一个互斥内核对象，而这个互斥内核对象被丢弃。

　　一旦一个线程池线程调用了你的回调函数，那么对应的“等待项”就不活跃了，你必须使用相同的参数再次调用SetThreadpoolWait函数来提交一个等待项。
　　如果想删除一个“等待项”，可以使用与之对应的“线程池等待对象”指针来调用SetThreadpoolWait，并将hObejct参数设置为NULL。
　　最后，你也可以使用WaitForThreadpoolWaitCallbacks来等待对应的“等待项”结束，也可以使用CloseThreadpoolWait来关闭一个“等待项”。这两个参数和WaitForThreadpoolWorkCallbakcs和CloseThreadpoolWork是类似的。

当异步I/O请求结束的时候调用一个函数
　　读过上面3中线程池的功能，不难发现有很多共同的特点，连函数名称都很有规律。线程池中的线程由系统统一管理，自动地创建和销毁。其实，这些线程内部都在等待一个I/O完成端口，这个I/O完成端口称为“线程池的I/O完成端口”。
　　如果你要使用线程池来处理设备异步I/O请求的时候，当你打开一个设备的时候，必须首先将这个设备与“线程池I/O完成端口”关联起来，然后告诉线程池当设备异步I/O请求结束之后哪个函数将被调用。

　　首先，定义一个如下格式的异步回调函数：
VOID CALLBACK OverlappedCompletionRoutine(     // 函数名可以任意
    PTP_CALLBACK_INSTANCE pInstance,
    PVOID          pvContext,     // 该函数的一个参数
    PVOID          pOverlapped,  // OVERLAPPED结构指针
    ULONG         IoResult,        // I/O请求结果，如果成功，则为NO_ERROR
    ULONG_PTR  NumberOfBytesTransferred,     // I/O请求的数据传输字节数
    PTP_IO         pIo);             // 一个“线程池I/O完成项”指针

　　这个函数的最后一个参数pIo是一个PTP_IO类型，即一个线程池I/O完成项，它与“线程池工作项”和“线程池等待项”是类似的。你必须创建它，使用如下函数：
PTP_IO CreateThreadpoolIo(
    HANDLE       hDevice,     // 与线程池I/O完成端口关联的设备对象句柄
    PTP_WIN32_IO_CALLBACK pfnIoCallback,     // 如上格式的异步回调函数指针
    PVOID        pvContext,   // 该参数在调用时传递给回调函数的第2个参数
    PTP_CALLBACK_ENVIRON  pcbe);

　　该函数将hDevice参数所对应的设备记录到线程池I/O项中，然后，可以使用如下函数将设备与线程池I/O完成端口关联起来：
VOID StartThreadpoolIo(PTP_IO pio);

　　注意，StartThreadpoolIo函数必须在ReadFile和WriteFile之前调用，如果没有在它们之前调用，你的异步回调函数不会被调用。
　　当你想停止调用回调函数的时候，可以使用CancelThreadpoolIo，如果在调用ReadFile或WriteFile之后，它们的返回值是FLASE，而GetLastError的返回值不是ERROR_IO_PENDING，那么也应该调用CancelThreadpoolIo：
VOID CancelThreadpoolIo(PTP_IO pio);

　　当结束了设备I/O，你应该使用CloseHandle关闭设备句柄，然后呼叫CloseThradpoolIo关闭线程池I/O项，即取消设备与线程池I/O请求的关联。
VOID CloseThreadpoolIo(PTP_IO pio);

　　另外，你可以让一个线程等待I/O请求结束：
VOID WaitForThreadpoolIoCallbacks(
   PTP_IO pio,
   BOOL bCancelPendingCallbacks);     // 是否取消回调函数的调用

　　如果给这个函数的参数BCancelPendingCallbacks传递TRUE，那么回调函数将不会被调用，该函数的用法和WaitForThreadpoolWork是类似的。

回调函数结束之后的行为
　　注意上面讨论的各种类型的回调函数第1个参数，是一个PTF_CALLBACK_INSTANCE类型的数据pInstance，从字面上看，是“线程池回调函数实体指针”，也就是说，这个数据是各个回调函数唯一的，是回调函数的标识，这个数据是在调用回调函数之前由系统自动分配的，可以用这个参数调用如下函数：

// 当回调函数返回的时候，自动离开一个指定的关键代码段
VOID LeaveCriticalSectionWhenCallbackReturns(
     PTP_CALLBACK_INSTANCE pci,     // 回调函数实体指针，标识一个回调函数
     PCRITICAL_SECTION pcs);      // 关键代码段结构指针，标识一个关键代码段

// 当回调函数返回的时候，自动释放一个指定的互斥内核对象
VOID ReleaseMutexWhenCallbackReturns(
     PTP_CALLBACK_INSTANCE pci,
     HANDLE mut);

// 当回调函数返回的时候，自动释放一个指定的信号量内核对象
VOID ReleaseSemaphoreWhenCallbackReturns(
     PTP_CALLBACK_INSTANCE pci,
     HANDLE sem,
     DWORD crel);

// 当回调函数返回的时候，自动将一个事件内核对象设置为已通知状态
VOID SetEventWhenCallbackReturns(
     PTP_CALLBACK_INSTANCE pci,
     HANDLE evt);

// 当回调函数返回的时候，自动卸载一个模块
VOID FreeLibraryWhenCallbackReturns(
     PTP_CALLBACK_INSTANCE pci,
     HMODULE mod);

　　这些函数的第1个参数pci标识当线程池前正在处理的工作、定时器、等待、I/O项，调用这些函数，表示对应的回调函数结束之后，所做的一些释放和设置工作。
　　其中，前4个函数，提供了一种方法来通知其他线程，说明线程池中的某一个工作项完成。最后一个函数，提供了一种方法来卸载DLL的方法，特别是当回调函数是从DLL中导出的时候，这种方法特别适用。要注意的是，只能有一个动作在回调函数返回的时候被执行，你不能多次呼叫上述5个函数，这样的话，最后一次呼叫的函数会覆盖前面所呼叫的函数，因此，不能同时离开关键代码段并释放信号量内核对象。
　　另外，还有两个函数需要回调函数实体指针：
BOOL CallbackMayRunLong(PTP_CALLBACK_INSTANCE pci);
VOID DisassociateCurrentThreadFromCallback(PTP_CALLBACK_INSTANCE pci);

　　CallbackMayRunLong并不是设置回调函数结束时的工作的，而是当一个回调函数认为自己执行的时间可能比较长才可能需要呼叫这个函数。此时，线程池不会创建新的线程，以此来提高这个回调函数的性能。当该函数返回FLASE，线程池不允许其他线程能够处理线程池队列中的其他项；如果返回TRUE，表示线程池允许其他线程处理其他工作项。
　　DisassociateCurrentThreadFromCallback函数表明与回调函数关联的工作项在“逻辑上”完成了（其实不是真正完成），此时允许等待在这个工作项上的函数返回，比如WaitForThreadpoolWorkCallbacks、WaitForThreadpoolTimerCallbacks、WaitForThreadpoolWaitCallbacks、WaitForThreadpoolIoCallbacks这些函数返回。

定制线程池
　　以上所讨论的线程池，都是系统自动控制的，用户无法改变其内部的流程。
　　下面，我们讨论一下如何自己定制线程池。
　　你会注意到，上面的每个“创建”函数：CreateThreadpoolWork、CreateThreadpoolTimer、CreateThreadpoolWait、CreateThreadpoolIo以及TrySubmitThreadpoolCallback这5个函数中的最后一个参数pcbe，一个类型为PTP_CALLBACK_ENVIRON的参数，一个指向“回调函数环境”结构的指针。你可以简单地传递NULL给这个参数，表明你使用默认的系统自动分配和管理的进程线程池。
　　但是，有的时候程序员喜欢自己来控制线城池，给线城池设置一些规则和属性。比如设置改线城池中线程的数量上下限，或者想操纵线城池中线程的创建和销毁。
　　要达到这个目的，可以自己创建线程池，然后设置一些属性。
　　首先，创建一个线程池，使CreateThreadpool函数：
PTP_POOL CreateThreadpool(PVOID reserved);  // 参数是保留参数，必须为NULL

　　该函数返回一个PTP_POOL类型的数据，姑且认为是“线城池指针”的意思，即代表了一个线程池。
　　然后，就可以通过这个线城池指针来呼叫相应的API函数，设置线程池的一些属性了。
　　你可以设置线城池的线程数量的上下限：
BOOL SetThreadpoolThreadMinimum(
     PTP_POOL pThreadPool,
     DWORD cthrdMin);

BOOL SetThreadpoolThreadMaximum(
     PTP_POOL pThreadPool,
     DWORD cthrdMost);

　　通过呼叫这两个函数之后，线程池中的线程的数量决不会少于设置的最小值，并且允许这个数量增大到最大值。顺便说一下，默认的线城池的线程数量范围为1～500。
　　当一个线程池需要关闭的时候，呼叫CloseThreadpool函数：
VOID CloseThreadpool(PTP_POOL pThreadPool);

　　呼叫这个函数之后，对应的线程池队列中的项都不会被处理，当前正在处理工作项的线程都会结束处理然后线程终止，其他还没有被处理的项都会被取消。
　　一旦你创建了你自己的线程池并设置了线程数量上下限，你就初始化那个“回调函数环境”结构了，该结构中包含了另外的一些设置。这个结构与一个工作项有关。该结构定义如下：
typedef struct _TP_CALLBACK_ENVIRON {
   TP_VERSION  Version;
   PTP_POOL      Pool;     // 所属哪个线程池
   PTP_CLEANUP_GROUP  CleanupGroup;
   PTP_CLEANUP_GROUP_CANCEL_CALLBACK CleanupGroupCancelCallback;
   PVOID           RaceDll;
   struct _ACTIVATION_CONTEXT  *ActivationContext;
   PTP_SIMPLE_CALLBACK             FinalizationCallback;

   union {
      DWORD  Flags;
      struct {
         DWORD  LongFunction :  1;
         DWORD  Private      : 31;
      } s;
   } u;
} TP_CALLBACK_ENVIRON, *PTP_CALLBACK_ENVIRON;

　　你最好不要自己去初始化该结构，而是应该使用如下函数：
VOID InitializeThreadpoolEnvironment(PTP_CALLBACK_ENVIRON pcbe);

　　该函数将结构中的各个字段设置为0，除了Version被设置为1。
　　当你不再需要使用该结构的时候，使用如下函数删除它：
VOID DestroyThreadpoolEnvironment(PTP_CALLBACK_ENVIRON pcbe);

　　在初始化TP_CALLBACK_ENVIRON结构之后，该结构与一个工作项相关，然后你就可以使用这个结构来提交一个工作项给指定的线程池了：
VOID SetThreadpoolCallbackPool(
     PTP_CALLBACK_ENVIRON pcbe, // 回调函数环境结构指针
     PTP_POOL pThreadPool);     // 线程池指针，由CreateThreadpool函数返回

　　如果不调用该函数，那么回调函数环境结构中的Pool成员的值就是NULL，表示不为任何定制的线程池相关，那么与此结构相关的工作项就会提交给默认线程池。
　　如果一个工作项处理的时间比较长，可以调用SetThreadpoolCallbackRunsLong函数，这会导致线程池更快地创建线程来处理这个工作项。
VOID SetThreadpoolCallbackRunsLong(PTP_CALLBACK_ENVIRON pcbe);

　　你可以呼叫SetThreadpoolCallbackLibrary来确保当某个工作项未完成的时候，一个DLL始终被加载到进程地址中。该函数也可以除去潜在的死锁。
VOID SetThreadpoolCallbackLibrary(
     PTP_CALLBACK_ENVIRON pcbe,
     PVOID mod);     // 模块指针，就是模块句柄

　　线程池要处理很多的项目，因此很难确定这些项目什么时候处理结束，这也使得线程池的清除工作困难了。为了解决这种情况，线程池提供了一种机制——“清理组”。要注意的是，该机制不适合于默认线程池，只适合于定制的线程池。因为默认线程池的生命期与进程一样，系统会在进程结束之后清除默认线程池。
　　为了使用“清理组”机制，首先，你需要创建一个清理组：
PTP_CLEANUP_GROUP CreateThreadpoolCleanupGroup();

　　然后将已创建的清理组与线程池关联起来：
VOID SetThreadpoolCallbackCleanupGroup(
  PTP_CALLBACK_ENVIRON pcbe,     // 回调函数环境结构指针
  PTP_CLEANUP_GROUP ptpcg,        // 清理组指针
  PTP_CLEANUP_GROUP_CANCEL_CALLBACK pfng);     // 回调函数指针

　　该函数在内部将回调函数指针p的cbe参数CleanupGroup和CleanupCancelCallback成员设置为第2和第3个参数所提供的值。如果清理组被取消，第3个参数pfng表示的回调函数将会被调用，这个回调函数必须满足如下格式：
VOID CALLBACK CleanupGroupCancelCallback(     // 函数名可以任意
  PVOID pvObjectContext,
  PVOID pvCleanupContext);

　　每次你调用CreateThreadpoolWork、CreateThreadpoolTimer、CreateThreadpoolWait和CreateThreadpoolIo的时候，如果传递给它们的最后一个参数pcbe不是NULL，那么一项就会加入相关的组清理中，当这样的项都完成之后，你调用CloseThreadpoolWork、CloseThreadpoolTimer、CloseThreadpoolWait、ClsoeThreadpoolIo的时候，又暗中地将这样的项从组清理中删除了。
　　这个时候，想要删除线程池，可以调用如下函数：
VOID CloseThreadpoolCleanupGroupMembers(
  PTP_CLEANUP_GROUP ptpcg,      // 组清理指针
  BOOL bCancelPendingCallbacks, // 是否取消即将开始执行的回调函数
  PVOID pvCleanupContext);      // 传入CleanupGroupCancelCallback的参数

　　这个函数同以前的WaitForThreadpool*函数类似，当一个线程呼叫它时，它等待，直到所有的在线程工作组的项完成处理。如果第2个参数为TRUE，会取消所有还没有开始执行的项目，然后等待当前正在执行的项目，直到它们执行完成后该函数返回。如果第2个参数为TRUE，而且SetThreadpoolCallbackCleanupGroup的最后一个参数pfng传递了一个回调函数指针，那么这个回调函数就会为每个被取消的项目调用一次，CloseThreadpoolCleanupGroupMembers函数的第3个参数pvCleanupContext就会传入回调函数的第2个参数pvCleanupContext。

　　如果在呼叫CloseThreadpoolCleanupGroupMembers函数的时候，传递FLASE给第2个参数，那么该函数就会等待线程池中队列中的所有的项完成之后才返回，此时回调函数不会被调用，因此可以传递NULL给pvCleanupContext参数。

　　当ClsetThreadpoolCleanupGroupMembers函数返回之后，你需要呼叫CloseThreadpoolCleanupGroup来关闭一个线程池清理组：
VOID WINAPI CloseThreadpoolCleanupGroup(PTP_CLEANUP_GROUP ptpcg);

　　最后，要调用DestroyThreadpoolEvironment和CloseThreadpool函数来清除回调函数环境结构和关闭线程池。

小结
　　通过前面的叙述，线程池的操作流程是比较固定的：
1、定义异步回调函数
2、创建相关项
3、提交或设置项
4、线程池执行
5、关闭相关项

　　自己写了一段代码，总结了前面的知识，代码中省略了第1步，即没有定义回调函数，因为这是根据需要而编写的。如果代码中有错误，还请大家指出。
PTP_POOL pThreadpool = CreateThreadpool(NULL);    // 创建线程池

// 设置线程池线程数量上下限
SetThreadpoolThreadMinimum(pThreadpool, 2);
SetThreadpoolThreadMaximum(pThreadpool, 10);

// 初始化“回调函数环境”结构
TP_CALLBACK_ENVIRON tcbe;
InitializeThreadpoolEnvironment(&tcbe);

// 将该回调函数环境结构与线程池相关联
SetThreadpoolCallbackPool(&tcbe, pThreadpool);

// 创建清理组
PTP_CLEANUP_GROUP pTpcg= CreateThreadpoolCleanupGroup();

// 将回调函数环境结构与清理组关联起来
SetThreadpoolCallbackCleanupGroup(&tcbe, pTpcg, NULL);

// 现在可以创建一些项，提交给线程池
PTP_WORK pTpWork = CreateThreadpoolWork(, &tcbe);// 创建一个工作项
SubmitThreadpoolWork(pTpWork);    // 提交工作项
PTP_TIMER pTpTimer = CreateThreadpoolTimer(, &tcbe);// 创建一个定时器项
SetThreadpoolTimer(pTpTimer, );      // 提交定时器
PTP_WAIT pTpWait = CreateThreadpoolWait(, &tcbe);// 创建一个等待项
SetThreadpoolWait(pTpWait, );    // 提交等待项
PTP_IO pTpIO = CreateThreadpoolIo(, &tcbe);    // 创建一个IO项
StartThreadpoolIo(pTpIO);    // 开始执行IO项

// 等待所有项完成
CloseThreadpoolCleanupGroupMembers(pTpcg, FALSE, NULL);

// 关闭各个项
CloseThreadpoolWork(pTpWork);
CloseThreadpoolTimer(pTpTimer);
CloseThreadpoolWait(pTpWait);
CloseThreadpoolIo(pTpIO);

CloseThreadpoolCleanupGroup(pTpcg);    // 关闭线程池清理组
DestroyThreadpoolEnvironment(&tcbe);    // 删除回调函数环境结构
CloseThreadpool(pThreadpool);    // 关闭线程池

usidc5

2012-02-14 21:27

为什么需要线程池

目前的大多数网络服务器，包括Web服务器、Email服务器以及数据库服务器等都具有一个共同点，就是单位时间内必须处理数目巨大的连接请求，但处理时间却相对较短。

传统多线程方案中我们采用的服务器模型则是一旦接受到请求之后，即创建一个新的线程，由该线程执行任务。任务执行完毕后，线程退出，这就是是“即时创建，即时销毁”的策略。尽管与创建进程相比，创建线程的时间已经大大的缩短，但是如果提交给线程的任务是执行时间较短，而且执行次数极其频繁，那么服务器将处于不停的创建线程，销毁线程的状态。

我们将传统方案中的线程执行过程分为三个过程：T1、T2、T3。

T1：线程创建时间

T2：线程执行时间，包括线程的同步等时间

T3：线程销毁时间

那么我们可以看出，线程本身的开销所占的比例为(T1+T3) / (T1+T2+T3)。如果线程执行的时间很短的话，这比开销可能占到20%-50%左右。如果任务执行时间很频繁的话，这笔开销将是不可忽略的。

除此之外，线程池能够减少创建的线程个数。通常线程池所允许的并发线程是有上界的，如果同时需要并发的线程数超过上界，那么一部分线程将会等待。而传统方案中，如果同时请求数目为2000，那么最坏情况下，系统可能需要产生2000个线程。尽管这不是一个很大的数目，但是也有部分机器可能达不到这种要求。

因此线程池的出现正是着眼于减少线程池本身带来的开销。线程池采用预创建的技术，在应用程序启动之后，将立即创建一定数量的线程(N1)，放入空闲队列中。这些线程都是处于阻塞（Suspended）状态，不消耗CPU，但占用较小的内存空间。当任务到来后，缓冲池选择一个空闲线程，把任务传入此线程中运行。当N1个线程都在处理任务后，缓冲池自动创建一定数量的新线程，用于处理更多的任务。在任务执行完毕后线程也不退出，而是继续保持在池中等待下一次的任务。当系统比较空闲时，大部分线程都一直处于暂停状态，线程池自动销毁一部分线程，回收系统资源。

基于这种预创建技术，线程池将线程创建和销毁本身所带来的开销分摊到了各个具体的任务上，执行次数越多，每个任务所分担到的线程本身开销则越小，不过我们另外可能需要考虑进去线程之间同步所带来的开销

构建线程池框架

一般线程池都必须具备下面几个组成部分：

线程池管理器: 用于创建并管理线程池

工作线程 : 线程池中实际执行的线程

任务接口 : 尽管线程池大多数情况下是用来支持网络服务器，但是我们将线程执行的任务抽象出来，形成任务接口，从而是的线程池与具体的任务无关。

任务队列 : 线程池的概念具体到实现则可能是队列，链表之类的数据结构，其中保存执行线程。

我们实现的通用线程池框架由五个重要部分组成CThreadManage，CThreadPool，CThread，CJob，CWorkerThread，除此之外框架中还包括线程同步使用的类CThreadMutex和CCondition。

CJob是所有的任务的基类，其提供一个接口Run，所有的任务类都必须从该类继承，同时实现Run方法。该方法中实现具体的任务逻辑。

CThread是Linux中线程的包装，其封装了Linux线程最经常使用的属性和方法，它也是一个抽象类，是所有线程类的基类，具有一个接口Run。

CWorkerThread是实际被调度和执行的线程类，其从CThread继承而来，实现了CThread中的Run方法。

CThreadPool是线程池类，其负责保存线程，释放线程以及调度线程。

CThreadManage是线程池与用户的直接接口，其屏蔽了内部的具体实现。

CThreadMutex用于线程之间的互斥。

CCondition则是条件变量的封装，用于线程之间的同步。

CThreadManage直接跟客户端打交道，其接受需要创建的线程初始个数，并接受客户端提交的任务。这儿的任务是具体的非抽象的任务。CThreadManage的内部实际上调用的都是CThreadPool的相关操作。CThreadPool创建具体的线程，并把客户端提交的任务分发给CWorkerThread，CWorkerThread实际执行具体的任务。

理解系统组件

下面我们分开来了解系统中的各个组件。

CThreadManage

CThreadManage的功能非常简单，其提供最简单的方法，其类定义如下：

class CThreadManage

{

private:

CThreadPool* m_Pool;

int m_NumOfThread;

protected:

public:

CThreadManage();

CThreadManage(int num);

virtual ~CThreadManage();

void SetParallelNum(int num);

void Run(CJob* job,void* jobdata);

void TerminateAll(void);

};

其中m_Pool指向实际的线程池；m_NumOfThread是初始创建时候允许创建的并发的线程个数。另外Run和TerminateAll方法也非常简单，只是简单的调用CThreadPool的一些相关方法而已。其具体的实现如下:

CThreadManage::CThreadManage()

{

m_NumOfThread = 10;

m_Pool = new CThreadPool(m_NumOfThread);

}

CThreadManage::CThreadManage(int num)

{

m_NumOfThread = num;

m_Pool = new CThreadPool(m_NumOfThread);

}

CThreadManage::~CThreadManage()

{

if(NULL != m_Pool)

delete m_Pool;

}

void CThreadManage::SetParallelNum(int num)

{

m_NumOfThread = num;

}

void CThreadManage::Run(CJob* job,void* jobdata)

{

m_Pool->Run(job,jobdata);

}

void CThreadManage::TerminateAll(void)

{

m_Pool->TerminateAll();

}

CThread

CThread 类实现了对Linux中线程操作的封装，它是所有线程的基类，也是一个抽象类，提供了一个抽象接口Run，所有的CThread都必须实现该Run方法。CThread的定义如下所示：

class CThread

{

private:

int m_ErrCode;

Semaphore m_ThreadSemaphore; //the inner semaphore, which is used to realize

unsigned long m_ThreadID;

bool m_Detach; //The thread is detached

bool m_CreateSuspended; //if suspend after creating

char* m_ThreadName;

ThreadState m_ThreadState; //the state of the thread

protected:

void SetErrcode(int errcode){m_ErrCode = errcode;}

static void* ThreadFunction(void*);

public:

CThread();

CThread(bool createsuspended,bool detach);

virtual ~CThread();

virtual void Run(void) = 0;

void SetThreadState(ThreadState state){m_ThreadState = state;}

bool Terminate(void); //Terminate the threa

bool Start(void); //Start to execute the thread

void Exit(void);

bool Wakeup(void);

ThreadState GetThreadState(void){return m_ThreadState;}

int GetLastError(void){return m_ErrCode;}

void SetThreadName(char* thrname){strcpy(m_ThreadName,thrname);}

char* GetThreadName(void){return m_ThreadName;}

int GetThreadID(void){return m_ThreadID;}

bool SetPriority(int priority);

int GetPriority(void);

int GetConcurrency(void);

void SetConcurrency(int num);

bool Detach(void);

bool Join(void);

bool Yield(void);

int Self(void);

};

线程的状态可以分为四种，空闲、忙碌、挂起、终止(包括正常退出和非正常退出)。由于目前Linux线程库不支持挂起操作，因此，我们的此处的挂起操作类似于暂停。如果线程创建后不想立即执行任务，那么我们可以将其“暂停”，如果需要运行，则唤醒。有一点必须注意的是，一旦线程开始执行任务，将不能被挂起，其将一直执行任务至完毕。

线程类的相关操作均十分简单。线程的执行入口是从Start()函数开始，其将调用函数ThreadFunction，ThreadFunction再调用实际的Run函数，执行实际的任务。

CThreadPool

CThreadPool是线程的承载容器，一般可以将其实现为堆栈、单向队列或者双向队列。在我们的系统中我们使用STL Vector对线程进行保存。CThreadPool的实现代码如下：

class CThreadPool

{

friend class CWorkerThread;

private:

unsigned int m_MaxNum; //the max thread num that can create at the same time

unsigned int m_AvailLow; //The min num of idle thread that shoule kept

unsigned int m_AvailHigh; //The max num of idle thread that kept at the same time

unsigned int m_AvailNum; //the normal thread num of idle num;

unsigned int m_InitNum; //Normal thread num;

protected:

CWorkerThread* GetIdleThread(void);

void AppendToIdleList(CWorkerThread* jobthread);

void MoveToBusyList(CWorkerThread* idlethread);

void MoveToIdleList(CWorkerThread* busythread);

void DeleteIdleThread(int num);

void CreateIdleThread(int num);

public:

CThreadMutex m_BusyMutex; //when visit busy list,use m_BusyMutex to lock and unlock

CThreadMutex m_IdleMutex; //when visit idle list,use m_IdleMutex to lock and unlock

CThreadMutex m_JobMutex; //when visit job list,use m_JobMutex to lock and unlock

CThreadMutex m_VarMutex;

CCondition m_BusyCond; //m_BusyCond is used to sync busy thread list

CCondition m_IdleCond; //m_IdleCond is used to sync idle thread list

CCondition m_IdleJobCond; //m_JobCond is used to sync job list

CCondition m_MaxNumCond;

vector m_ThreadList;

vector m_BusyList; //Thread List

vector m_IdleList; //Idle List

CThreadPool();

CThreadPool(int initnum);

virtual ~CThreadPool();

void SetMaxNum(int maxnum){m_MaxNum = maxnum;}

int GetMaxNum(void){return m_MaxNum;}

void SetAvailLowNum(int minnum){m_AvailLow = minnum;}

int GetAvailLowNum(void){return m_AvailLow;}

void SetAvailHighNum(int highnum){m_AvailHigh = highnum;}

int GetAvailHighNum(void){return m_AvailHigh;}

int GetActualAvailNum(void){return m_AvailNum;}

int GetAllNum(void){return m_ThreadList.size();}

int GetBusyNum(void){return m_BusyList.size();}

void SetInitNum(int initnum){m_InitNum = initnum;}

int GetInitNum(void){return m_InitNum;}

void TerminateAll(void);

void Run(CJob* job,void* jobdata);

};

CWorkerThread* CThreadPool::GetIdleThread(void)

{

while(m_IdleList.size() ==0 )

m_IdleCond.Wait();

m_IdleMutex.Lock();

if(m_IdleList.size() > 0 )

{

CWorkerThread* thr = (CWorkerThread*)m_IdleList.front();

printf("Get Idle thread %d\n",thr->GetThreadID());

m_IdleMutex.Unlock();

return thr;

}

m_IdleMutex.Unlock();

return NULL;

}

//create num idle thread and put them to idlelist

void CThreadPool::CreateIdleThread(int num)

{

for(int i=0;i

CWorkerThread* thr = new CWorkerThread();

thr->SetThreadPool(this);

AppendToIdleList(thr);

m_VarMutex.Lock();

m_AvailNum++;

m_VarMutex.Unlock();

thr->Start(); //begin the thread,the thread wait for job

}

void CThreadPool::Run(CJob* job,void* jobdata)

{

assert(job!=NULL);

//if the busy thread num adds to m_MaxNum,so we should wait

if(GetBusyNum() == m_MaxNum)

m_MaxNumCond.Wait();

if(m_IdleList.size()

{

if(GetAllNum()+m_InitNum-m_IdleList.size() < m_MaxNum )

CreateIdleThread(m_InitNum-m_IdleList.size());

else

CreateIdleThread(m_MaxNum-GetAllNum());

}

CWorkerThread* idlethr = GetIdleThread();

if(idlethr !=NULL)

{

idlethr->m_WorkMutex.Lock();

MoveToBusyList(idlethr);

idlethr->SetThreadPool(this);

job->SetWorkThread(idlethr);

printf("Job is set to thread %d \n",idlethr->GetThreadID());

idlethr->SetJob(job,jobdata);

}

在CThreadPool中存在两个链表，一个是空闲链表，一个是忙碌链表。Idle链表中存放所有的空闲进程，当线程执行任务时候，其状态变为忙碌状态，同时从空闲链表中删除，并移至忙碌链表中。在CThreadPool的构造函数中，我们将执行下面的代码:

for(int i=0;i

{

CWorkerThread* thr = new CWorkerThread();

AppendToIdleList(thr);

thr->SetThreadPool(this);

thr->Start(); //begin the thread,the thread wait for job

}

在该代码中，我们将创建m_InitNum个线程，创建之后即调用AppendToIdleList放入Idle链表中，由于目前没有任务分发给这些线程，因此线程执行Start后将自己挂起。

事实上，线程池中容纳的线程数目并不是一成不变的，其会根据执行负载进行自动伸缩。为此在CThreadPool中设定四个变量：

m_InitNum：处世创建时线程池中的线程的个数。

m_MaxNum:当前线程池中所允许并发存在的线程的最大数目。

m_AvailLow:当前线程池中所允许存在的空闲线程的最小数目，如果空闲数目低于该值，表明负载可能过重，此时有必要增加空闲线程池的数目。实现中我们总是将线程调整为m_InitNum个。

m_AvailHigh：当前线程池中所允许的空闲的线程的最大数目，如果空闲数目高于该值，表明当前负载可能较轻，此时将删除多余的空闲线程，删除后调整数也为m_InitNum个。

m_AvailNum：目前线程池中实际存在的线程的个数，其值介于m_AvailHigh和m_AvailLow之间。如果线程的个数始终维持在m_AvailLow和m_AvailHigh之间，则线程既不需要创建，也不需要删除，保持平衡状态。因此如何设定m_AvailLow和 m_AvailHigh的值，使得线程池最大可能的保持平衡态，是线程池设计必须考虑的问题。

线程池在接受到新的任务之后，线程池首先要检查是否有足够的空闲池可用。检查分为三个步骤：

(1)检查当前处于忙碌状态的线程是否达到了设定的最大值m_MaxNum，如果达到了，表明目前没有空闲线程可用，而且也不能创建新的线程，因此必须等待直到有线程执行完毕返回到空闲队列中。

(2)如果当前的空闲线程数目小于我们设定的最小的空闲数目m_AvailLow，则我们必须创建新的线程，默认情况下，创建后的线程数目应该为m_InitNum，因此创建的线程数目应该为( 当前空闲线程数与m_InitNum);但是有一种特殊情况必须考虑，就是现有的线程总数加上创建后的线程数可能超过m_MaxNum，因此我们必须对线程的创建区别对待。

if(GetAllNum()+m_InitNum-m_IdleList.size() < m_MaxNum )

CreateIdleThread(m_InitNum-m_IdleList.size());

else

CreateIdleThread(m_MaxNum-GetAllNum());

如果创建后总数不超过m_MaxNum，则创建后的线程为m_InitNum；如果超过了，则只创建( m_MaxNum-当前线程总数 )个。

(3)调用GetIdleThread方法查找空闲线程。如果当前没有空闲线程，则挂起；否则将任务指派给该线程，同时将其移入忙碌队列。

当线程执行完毕后，其会调用MoveToIdleList方法移入空闲链表中，其中还调用m_IdleCond.Signal()方法，唤醒GetIdleThread()中可能阻塞的线程。

CJob

CJob类相对简单，其封装了任务的基本的属性和方法，其中最重要的是Run方法，代码如下：

class CJob

{

private:

int m_JobNo; //The num was assigned to the job

char* m_JobName; //The job name

CThread *m_pWorkThread; //The thread associated with the job

public:

CJob( void );

virtual ~CJob();

int GetJobNo(void) const { return m_JobNo; }

void SetJobNo(int jobno){ m_JobNo = jobno;}

char* GetJobName(void) const { return m_JobName; }

void SetJobName(char* jobname);

CThread *GetWorkThread(void){ return m_pWorkThread; }

void SetWorkThread ( CThread *pWorkThread ){

m_pWorkThread = pWorkThread;

}

virtual void Run ( void *ptr ) = 0;

};

线程池使用示例

至此我们给出了一个简单的与具体任务无关的线程池框架。使用该框架非常的简单，我们所需要的做的就是派生CJob类，将需要完成的任务实现在Run方法中。然后将该Job交由CThreadManage去执行。下面我们给出一个简单的示例程序

class CXJob:public CJob

{

public:

CXJob(){i=0;}

~CXJob(){}

void Run(void* jobdata) {

printf("The Job comes from CXJOB\n");

sleep(2);

}

};

class CYJob:public CJob

{

public:

CYJob(){i=0;}

~CYJob(){}

void Run(void* jobdata) {

printf("The Job comes from CYJob\n");

}

};

main()

{

CThreadManage* manage = new CThreadManage(10);

for(int i=0;i<40;i++)

{

CXJob* job = new CXJob();

manage->Run(job,NULL);

}

sleep(2);

CYJob* job = new CYJob();

manage->Run(job,NULL);

manage->TerminateAll();

}

CXJob和CYJob都是从Job类继承而来，其都实现了Run接口。CXJob只是简单的打印一句”The Job comes from CXJob”，CYJob也只打印”The Job comes from CYJob”，然后均休眠2秒钟。在主程序中我们初始创建10个工作线程。然后分别执行40次CXJob和一次CYJob。

线程池使用后记

线程池适合场合

事实上，线程池并不是万能的。它有其特定的使用场合。线程池致力于减少线程本身的开销对应用所产生的影响，这是有前提的，前提就是线程本身开销与线程执行任务相比不可忽略。如果线程本身的开销相对于线程任务执行开销而言是可以忽略不计的，那么此时线程池所带来的好处是不明显的，比如对于FTP服务器以及 Telnet服务器，通常传送文件的时间较长，开销较大，那么此时，我们采用线程池未必是理想的方法，我们可以选择“即时创建，即时销毁”的策略。

总之线程池通常适合下面的几个场合：

(1) 单位时间内处理任务频繁而且任务处理时间短

(2) 对实时性要求较高。如果接受到任务后在创建线程，可能满足不了实时要求，因此必须采用线程池进行预创建。

(3) 必须经常面对高突发性事件，比如Web服务器，如果有足球转播，则服务器将产生巨大的冲击。此时如果采取传统方法，则必须不停的大量产生线程，销毁线程。此时采用动态线程池可以避免这种情况的发生。

结束语

本文给出了一个简单的通用的与任务无关的线程池的实现，通过该线程池能够极大的简化Linux下多线程的开发工作。

usidc5

2012-02-14 21:30

代码来源:codeproject

1）步骤一
#include "ThreadPool.h"
2）步骤二
从IRunObject派生自己的处理类
class CMyRunObject : public IRunObject
{
public:
CMyRunObject();
~CMyRunObject();
void Run();
void Initialize()
{
  // 初始化
}

bool AutoDelete()
{
  // 是否自动删除(线程运行完后，自动删除IRunObject对象
  return true;
}

void DeleteInstance()
{
  // 删除实例，当作析构来用
  delete this;
}
};

派生类中必须实现的函数：Run, Initialize, AutoDelete, DeleteInstance
3）步骤三
启动线程池
CThreadPool m_Pool;
CMyRunObject *pRunObject = new CMyRunObject();
m_Pool.Run(pDeliver);
关闭线程池
m_pool.Destroy();
重启线程池
m_pool.Destroy();
m_pool.SetPoolSize(10);  // 池的初始线程数量
m_pool.SetPoolMaxSize(100); // 池的最大线程数
m_pool.Create();

ThreadPool源代码:
http://blog.vckbase.com/Files/wangjun/ThreadPool.rar

usidc5

2012-02-14 21:33

很多时候，我们需要一组线程来解决问题。当然可以创建一些线程来完成工作，然后关闭掉。当又需要时，重复上述过程即可。然而，无论是客户端还是服务端，完全没必要如此，只需要实现创建一组线程，按需分配，不必创建--关闭--创建--关闭…

也许我们也能自己写成符合需求的线程池组件，但是，系统也提供了线程池组件。我认为就应该重复利用(出于学习的目的另当别论)。在这里，主要针对XP系统，提供一组C++ wrap过的线程池组件和模仿ATL线程池。当然，使用系统的线程池有一定的限制(设置线程堆栈大小等)。但还是能满足大部分的需求。

首先，来看看系统线程池(据《Windows核心编程》所说，在内部都是用完成端口来管理的)
Windows 线程池中的线程有两种类型，一种可以用来处理异步I/O，另一种则不能。前者依赖于IO完成端口，IOCP是一种Windows内核对象，它可以将线程和I/O端口绑定在特定的系统资源上，对带有完成端口的I/O进行处理是一个复杂的过程。

[list=1]

QueueUserWorkItemPool--Windows将创建一个线程池，其中的一个线程将执行回调函数，函数执行完成后，该线程返回线程池，等待新的任务。当然了，你不能在该线程的回调函数中执行ExitThread等破坏行为。线程池中的线程数量是动态的，Windows内部的调度算法决定当前线程工作负载的最佳方式。如果要执行长时间的处理工作，需要设置WT_EXECUTELONGFUNCTION。如果该线程不执行异步IO，则设置WT_EXECUTIONDEFAULT即可，如果需要执行异步IO，则应该设置WT_EXECUTEIONIOTHREAD标志来告诉线程池

BindIOCompletionCallbackPool--服务器应用程序发出某些异步IO请求，当这些请求完成时，需要让一个线程池准备好来处理已完成的IO请求。BindIoCompletionCallback在内部调用CreateIoCompletionPort，传递hDevice和内部完成端口的句柄。调用该函数可以保证至少有一个线程始终在非IO组件中，与设备相关的完成键是重叠完成例程的地址。
这样，当该设备的IO运行完成时，非IO组件就知道调用哪个函数，以便能够处理已完成IO请求

RegisterWaitForSingleObjectPool--线程池在等待一个事件，当该事件被激活时，会唤醒一个线程来执行注册的回调函数。
其次，来看如何使用，简单展示下QueueUserWorkItemPool，其他的则在Example中给出

[pre]class A
{
enum { Count = 1000000 };
public:
void DoWork()
{
LONG lVal = 0;
for(DWORD i = 0; i != Count; ++i)
{
InterlockedExchangeAdd(&lVal, i);
}

}

void DoWork(int nNum)
{
LONG lVal = 0;
for(DWORD i = 0; i != nNum; ++i)
{
InterlockedExchangeAdd(&lVal, i);
}
}
};

A a;
QueueUserWorkItemPool::Call(&A::DoWork, &a);
QueueUserWorkItemPool::CallEx(&A::DoWork, &a, nCount);
[/pre]

很简单，是吧，只需要设置回调函数，CallEx比Call多提供一个额外参数，当然可以是任意类型.
然而，在对于BindIOCompletionCallbackPool的设计时，为了区分每个不同的回调函数，把自己弄成了模板类，需要提供一个额外的模板参数来进行区分--
BindIOCompletionCallbackPool<1>::Call和BindIOCompletionCallbackPool<2>::Call

如果你有更好的建议，希望你能提出，大家共同提高。

所有的源码和示例以提供：（需要更改后缀，把.gif改为.rar,用右键下载）

猛击这里猛击这里

在上一篇中，我介绍了一种线程池实现方式（利用系统提供的线程池API）。在这里，我介绍一个自己实现的线程池方案。

线程池的概念我就不再赘述了，可以参看这里，这里。线程池是一种模式，类似于操作系统中的缓冲区的概念。

下载：

CSDN下载地址

目的：
提供对一组线程的管理，提高多个线程在系统中运行效率，重复利用资源以减少对系统的开销。该组件提供方便的异步接口，可以自定制，动态管理。

特点：

Policy-based 的实现
调度策略：FIFO、LIFO、Priority
执行策略：普通执行、优先级执行、循环执行、超时执行、事件等待执行
方便同STL组件搭配

扩展方向：

大小策略：静态大小，动态增长
调度策略：新增deadline方式
增加单元测试，增加示例

关系图：

代码示例：

[cpp]  '700')this.width='700';if(this.offsetHeight>'700')this.height='700';" http: border="0" static.blog.csdn.net scripts SyntaxHighlighter styles images default ico_plain.gif?>); background-attachment: initial; background-origin: initial; background-clip: initial; background-color: inherit; border-top-style: none; border-right-style: none; border-bottom-style: none; border-left-style: none; border-width: initial; border-color: initial; border-image: initial; padding-top: 1px; padding-right: 1px; padding-bottom: 1px; padding-left: 1px; margin-top: 0px; margin-right: 10px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font-size: 9px; display: inline-block; width: 16px; height: 16px; text-indent: -2000px; background-position: 0% 0%; background-repeat: no-repeat no-repeat; ">view plain '700')this.width='700';if(this.offsetHeight>'700')this.height='700';" http: border="0" static.blog.csdn.net scripts SyntaxHighlighter styles images default ico_copy.gif?>); background-attachment: initial; background-origin: initial; background-clip: initial; background-color: inherit; border-top-style: none; border-right-style: none; border-bottom-style: none; border-left-style: none; border-width: initial; border-color: initial; border-image: initial; padding-top: 1px; padding-right: 1px; padding-bottom: 1px; padding-left: 1px; margin-top: 0px; margin-right: 10px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font-size: 9px; display: inline-block; width: 16px; height: 16px; text-indent: -2000px; background-position: 0% 0%; background-repeat: no-repeat no-repeat; ">copy 
               
              
 const size_t threadCnt = 4;   
         typedef async::threadpool::ThreadPool ThreadPool;   
         ThreadPool pool(threadCnt);   
    
         assert(pool.Size() == threadCnt);   
    
         pool.Call(&FirstTask);   
         pool.Call(&SecondTask);   
    
         pool.Call(&FirstTask);   
         pool.Call(&FirstTask);   
    
         system("pause");   
         WaitHandle wait(pool);   
         wait.Call();   
    
         LoopTask loop(pool, 1);   
         LoopTask loop1(pool, 2);   
         LoopTask loop2(pool, 3);   
    
    
         wait.Call();   
    
         std::tr1::shared_ptr runable(new Runnable);   
         async::threadpool::Call(pool, runable);   
    
         wait.Stop();   
    
         system("pause");   
    
         loop.Stop();   
         loop1.Stop();   
         loop2.Stop();   
    
         system("pause");  

还存在的问题：

目前具体问题倒是没发现，不过肯定还存在BUG，希望各位在使用的朋友可以提供反馈

usidc5

2012-02-15 12:53

threadpool是基于boost库实现的一个线程池子库，但线程池实现起来不是很复杂。我们从threadpool中又能学到什么东西呢？
它是基于boost库实现的，如果大家对boost库有兴趣，看看一个简单的实现还是可以学到点东西的。
threadpool基本功能
1、任务封装，包括普通任务（task_func）和优先级任务（prio_task_func）。
2、调度策略，包括fifo_scheduler（先进先出）、lifo_scheduler（后进先出）、prio_scheduler（优先级）。
3、结束策略，包括wait_for_all_tasks（全部任务等待）、wait_for_active_tasks（激活任务等待）、immediately（立即结束）。
4、动态修改线程池个数功能。
5、基于future封装的异步返回值获取功能。

在sorceforge上有一个用boost编写的线程池。该线程池和boost结合的比较好，并且提供了多种任务执行策略，使用也非常简单。下载地址： http://threadpool.sourceforge.net/ 这个线程池不需要编译，只要在项目中包含其头文件就可以了。
一、源代码分析
quickstart分析（/threadpool/libs/threadpool/quickstart）
这个例子的代码很简单，但已经全部展示了线程池的核心内容，包括建立、调度、同步等操作。

view plaincopy to clipboardprint?
// Create fifo thread pool container with two threads.
pool tp(2);

// Add some tasks to the pool.
tp.schedule(&first_task);
tp.schedule(&second_task);

// Wait until all tasks are finished.
tp.wait();
// Create fifo thread pool container with two threads.
pool tp(2);

// Add some tasks to the pool.
tp.schedule(&first_task);
tp.schedule(&second_task);

// Wait until all tasks are finished.
tp.wait();

pool的定义具体见pool.hpp，但使用了pimpl模式，核心代码见pool_core.hpp文件。
下面是pool的定义
typedef thread_pool fifo_pool;
typedef fifo_pool pool;
从上面可以知道，pool实际就是fifo_pool，从模板参数可以看到，使用了fifo_scheduler和wait_for_all_tasks。

对于线程池有点理解的都知道，一般都是那几样东西，线程的封装，条件变量，队列数据结构。
所以简单的能做的很简单，复杂的的就看你的策略需求了。
对基于boost库的threadpool子库来说，上面的三样东西都是现成的，线程封装和条件变量直接使用thread子库就行，队列使用stl的标准容器。

task_adaptors.hpp
对线程任务的封装，所谓task，我们可以理解成需要运行的函数。
threadpool最大限度的使用了function和bind功能来封装函数，这点和thread子库类似。
文件中涉及的内容主要有三个：task_func、prio_task_func和looped_task_func。

对普通task的封装
typedef function0 task_func;
如果对bind和function熟悉的应该很好理解。

对优先级任务的封装
class prio_task_func
这个类很简单，重载了两个方法，
operator()是仿函数的用法，
operator<是用于优先级比较使用的，用于stl容器的元素比较。

size_policies.hpp
对size的封装，包括empty_controller、resize_controller和static_size。

shutdown_policies.hpp
对线程池结束的策略封装，包括wait_for_all_tasks、wait_for_active_tasks和immediately。
这几个类很简单，具体操作封装在pool中。
线程池运行过程中，包括队列中等待的task，线程正在运行的task。
所以结束的时候，对这些task的策略操作是有选择的。

scheduling_policies.hpp
对任务调度测试的封装，包括fifo_scheduler、lifo_scheduler和prio_scheduler。
实际上，这三个类的相似程度很高，大家可能更喜欢用继承和虚函数实现。
前面说到保存task的队列数据结构，在这里就看的很清楚了。
fifo和lifo使用的是std::deque，prio使用的是std::priority_queue，其他部分代码没什么好说的了。

pool_adaptors.hpp
对全局schedule函数的几种封装。

future.hpp
好像thread子库也有future，但不清楚是否是一样的内容。
threadpool的future是为了封装异步函数调用返回值实现的。
简单点理解，就是schedule任务的时候，把一个指针在两者间绑定起来，后面就可以通过future来获取返回值了。
当然，获取返回值的过程应该是阻塞的，任务未完成时只能wait。

locking_ptr.hpp
LockingPtr的简单封装，具体可google《volatile - Multithreaded Programmer's Best Friend》。
threadpool大量使用了volatile关键字，所以需要LockingPtr保护。

scope_guard.hpp
对函数对象的封装，利用C++析构函数时调用一个在构造函数时绑定的函数对象。

worker_thread.hpp
对工作线程的封装，这个封装不是指底层线程api封装，因为这部分是由boost的thread子库提供的。
封装针对的是循环执行task的逻辑函数（线程跑起来就loop run某个函数，从队列中获取task执行，空闲时等待。）
我们重点看的是run和create_and_attach。
这两个函数连起来看，就很清楚了，create_and_attach通过bind方式生成一个thread执行run方法。
run方法中的这条语句就是一个简单的loop操作，
while(m_pool->execute_task()) {}
所以，当execute_task返回值为false时，run函数就结束了，bind该函数的thread也就结束了。

ok，来到这里，有必要简单的把整个调用过程说明一下。
// Create fifo thread pool container with two threads.
pool tp(2);

该操作会调用pool的构造函数

view plaincopy to clipboardprint?
thread_pool(size_t initial_threads = 0)
: m_core(new pool_core_type)
, m_shutdown_controller(static_cast(0), bind(&pool_core_type::shutdown, m_core))
{
  size_policy_type::init(*m_core, initial_threads);
}
thread_pool(size_t initial_threads = 0)
: m_core(new pool_core_type)
, m_shutdown_controller(static_cast(0), bind(&pool_core_type::shutdown, m_core))
{
  size_policy_type::init(*m_core, initial_threads);
}

由于pimpl模式，所以所有代码都封装在m_core内实现的。
pool默认的线程个数为0，通过size_policy_type::init来初始化。
而size_policy_type是一个模板参数，pool对应的是fifo，所以也就是static_size类型了。

//static_size类的init函数

view plaincopy to clipboardprint?
static void init(Pool& pool, size_t const worker_count)
{
  pool.resize(worker_count);
}
static void init(Pool& pool, size_t const worker_count)
{
  pool.resize(worker_count);
}

//pool_core的resize函数
这个函数有点长，主要是做动态配置线程个数的逻辑操作，create_and_attach也是在这里调用的。

view plaincopy to clipboardprint?
//worker_thread的create_and_attach函数
static void create_and_attach(shared_ptr const & pool)
{
shared_ptr worker(new worker_thread(pool));
if(worker)
{
   //run是线程的loop函数
   worker->m_thread.reset(new boost::thread(bind(&worker_thread::run, worker)));
}
}
//worker_thread的create_and_attach函数
static void create_and_attach(shared_ptr const & pool)
{
shared_ptr worker(new worker_thread(pool));
if(worker)
{
   //run是线程的loop函数
   worker->m_thread.reset(new boost::thread(bind(&worker_thread::run, worker)));
}
}

view plaincopy to clipboardprint?
//worker_thread的run函数
void run()
{
  scope_guard notify_exception(bind(&worker_thread::died_unexpectedly, this));
  while(m_pool->execute_task()) {} //loop直到返回值为false
  notify_exception.disable();
  m_pool->worker_destructed(this->shared_from_this());
}
//worker_thread的run函数
void run()
{
  scope_guard notify_exception(bind(&worker_thread::died_unexpectedly, this));
  while(m_pool->execute_task()) {} //loop直到返回值为false
  notify_exception.disable();
  m_pool->worker_destructed(this->shared_from_this());
}

//pool_core的execute_task函数
这个函数有点长，简单点说，就是从队列中获取task然后执行，如果队列为空，则线程需要wait操作。
由于threadpool支持动态resize线程个数，从该函数我们也是可以看出来是如何做到的。

view plaincopy to clipboardprint?
// decrease number of threads if necessary
if(m_worker_count > m_target_worker_count)
{
  return false; // terminate worker
}
// decrease number of threads if necessary
if(m_worker_count > m_target_worker_count)
{
  return false; // terminate worker
}

pool内部使用了多个整数来记录现在个数，譬如m_worker_count和m_target_worker_count。
m_worker_count是当前激活运行中的线程个数。
m_target_worker_count是最新动态配置的线程个数。
当个数不匹配时，通过返回false方式结束线程。

// Add some tasks to the pool.
tp.schedule(&first_task);


view plaincopy to clipboardprint?
//thread_pool的schedule函数
bool schedule(task_type const & task)
{
  return m_core->schedule(task);
}

//pool_core的schedule函数（和execute_task函数强相关）
bool schedule(task_type const & task) volatile
{
  locking_ptr lockedThis(*this, m_monitor);

  if(lockedThis->m_scheduler.push(task))
  {
//task成功入队列后，notify_one一个线程。
lockedThis->m_task_or_terminate_workers_event.notify_one();
return true;
  }
  else
  {
return false;
  }
}
//thread_pool的schedule函数
bool schedule(task_type const & task)
{
  return m_core->schedule(task);
}

//pool_core的schedule函数（和execute_task函数强相关）
bool schedule(task_type const & task) volatile
{
  locking_ptr lockedThis(*this, m_monitor);

  if(lockedThis->m_scheduler.push(task))
  {
//task成功入队列后，notify_one一个线程。
lockedThis->m_task_or_terminate_workers_event.notify_one();
return true;
  }
  else
  {
return false;
  }
}

// Wait until all tasks are finished.
tp.wait();

//pool_core的wait函数
void wait(size_t const task_threshold = 0) const volatile
bool wait(xtime const & timestamp, size_t const task_threshold = 0) const volatile
wait函数是一个阻塞操作，内部逻辑实现使用了一个条件变量，提供超时等待方式。

二、boost线程池使用实例
线程池可以减少创建和切换线程的额外开销,利用已经存在的线程多次循环执行多个任务从而提高系统的处理能力，有关线程池的概念可google搜索，下面将其使用实例：

#include
#include
#include
#include

#include

using namespace std;
using namespace boost::threadpool;

//
// Helpers
boost::mutex m_io_monitor;

void print(string text)
{
boost::mutex::scoped_lock lock(m_io_monitor);//每个线程使用全局互斥来保证每次只有一个线程执行
cout << text;
}

template
string to_string(T const & value)
{
ostringstream ost;
ost << value;
ost.flush();
return ost.str();
}

//
// An example task functions
void task_1()
{
print(" task_1()/n");
}

void task_2()
{
print(" task_2()/n");
}

void task_3()
{
print(" task_3()/n");
}

int task_4()
{
print(" task_4()/n");
return 4;
}

void task_with_parameter(int value)
{
print(" task_with_parameter(" + to_string(value) + ")/n");
}

int loops = 0;
bool looped_task()
{
print(" looped_task()/n");
return ++loops < 5;
}

int task_int()
{
print(" task_int()/n");
return 23;
}

void fifo_pool_test()
{
pool tp;

tp.schedule(&task_1);
tp.schedule(boost::bind(task_with_parameter, 4));

if(!tp.empty())
{
tp.clear(); // remove all tasks -> no output in this test
}

size_t active_threads   = tp.active();
size_t pending_threads  = tp.pending();
size_t total_threads    = tp.size();

size_t dummy = active_threads + pending_threads + total_threads;
dummy++;

tp.size_controller().resize(5);
tp.wait();
}

void lifo_pool_test()
{
lifo_pool tp;
tp.size_controller().resize(0);
schedule(tp, &task_1);
tp.size_controller().resize(10);
tp.wait();
}

void prio_pool_test()
{
prio_pool tp(2);
schedule(tp, prio_task_func(1, &task_1));
schedule(tp, prio_task_func(10,&task_2));
}

void future_test()
{
fifo_pool tp(5);
future fut = schedule(tp, &task_4);
int res = fut();
}

int main (int , char * const [])
{
fifo_pool_test();
lifo_pool_test();
prio_pool_test();
future_test();
return 0;
}

任务返回值的获取：
一般异步调用中，返回值的获取有同步获取和异步获取两种形式。
同步获取返回值：
int task_int_23()
{
    cout<<"task_int_23()/n";
    return 23;
}

future<int> res = schedule(tp, &task_int_23);
res.wait();

cout<<"get res value:"<
异步获取返回值：
不知道是设计者就不打算使用异步回调获取返回值还是我看的不够仔细，异步获取返回值的方式还真没有找着，只好自己简单的写了一个回调的仿函数来实现异步返回值的获取。
//R为任务函数的返回值类型
template<class R>
class callback_task
{
    typedef boost::function<void (R)> callback;
    typedef boost::function function;

private:
    callback c_;
    function f_;

public:
    //F: 任务执行函数 C：结果回调函数
    template<class F,class C>
    callback_task(F f,C c)
    {
        f_ = f;
        c_ = c;
    }

    void operator()()
    {
        c_(f_());
    }
};
通过这个对象可以很容易的实现异步结果的回调。
//task_int_23的结果回调函数
void callback(int k)
{
    cout<<"get callback value:"< }
//通过回调的形式获取任务的返回值
tp.schedule(callback_task<int>(&task_int_23,&callback));

usidc5

2012-03-06 20:20

1.简介
condition是一个简单的同步对象，用于使一个线程等待一个特定的条件成立（比如
资源可用）。一个condition对象总是和一个mutex对象配合使用。mutex在交给condition
对象的wait系列函数时，必须已经通过lock对象加上了锁。当线程陷入等待时，condtion
对象将释放mutex上的锁，当wait返回时，mutex上的锁会重新加上，这一unlock/lock
动作由conditon对象自动完成。

2.使用
namespace boost
{
    class condition : private boost::noncopyable // Exposition only.
       // Class condition meets the NonCopyable requirement.
    {
    public:
        condition();
        ~condition();

        void notify_one();
//      唤起等待队列中的一个线程
        void notify_all();
//      唤起等待队列中的所有线程
        template void wait(Lock& lock);
//      ScopedLock 是一个lock对象，符合ScopedLock 概念
//      释放lock中mutex上的锁，阻塞该线程，直到任何人调用了this->notify_one()或
//      this->notify_all()，然后重新lock mutex。
        template
            void void wait(Lock& lock, Predicate pred);
//      ScopedLock 是一个lock对象，符合ScopedLock 概念
//      相当于while (!pred()) wait(lock)。
        template
            bool timed_wait(Lock& lock, const xtime& xt);
//      wait(Lock& lock)的限时版，当XT到达时，函数返回false，当因notify而返回时
//      函数返回true
        template
            bool timed_wait(Lock& lock, const xtime& XT, Predicate pred);

//      wait(Lock& lock, Predicate pred)的限时版，当XT到达时，函数返回false，当
//      因notify和pred而而返回时函数返回true
    };
};

3.例子
一个经典的消息队列的实现
#include
#include
#include
#include
#include

class bounded_buffer : private boost::noncopyable
{
public:
    typedef boost::mutex::scoped_lock lock;

    bounded_buffer(int n) : begin(0), end(0), buffered(0), circular_buf(n) { }

    void send (int m) { //      加入消息
        lock lk(monitor);
        while (buffered == circular_buf.size())
            buffer_not_full.wait(lk);
        circular_buf[end] = m;
        end = (end+1) % circular_buf.size();
        ++buffered;
        buffer_not_empty.notify_one();
    }
    int receive() {     //      取走消息
        lock lk(monitor);
        while (buffered == 0)
            buffer_not_empty.wait(lk);
        int i = circular_buf[begin];
        begin = (begin+1) % circular_buf.size();
        --buffered;
        buffer_not_full.notify_one();
        return i;
    }

private:
    int begin, end, buffered;
    std::vector circular_buf;
    boost::condition buffer_not_full, buffer_not_empty;
    boost::mutex monitor;
};

usidc5

2012-03-06 20:27

boost线程库的基本用法这篇文章有介绍到

http://www.cppblog.com/fwxjj/archive/2006/12/04/15975.html

我这里只讨论boost::condition在reader/writer模式中的一些注意点

首先我们看只有一个reader/一个writer的情形

#include
#include
#include
#include
#include

int number;
boost::mutex m;
boost::condition not_full;
boost::condition not_empty;

void writer()
{
    while (1) {
        boost::mutex::scoped_lock sl(m);
        if (number == 5) {
            not_full.wait(m);
        }
        ++number;
        std::cout << "after w: " << number << std::endl;
        not_empty.notify_one();
    }
}

void reader()
{
    while (1) {
        boost::mutex::scoped_lock sl(m);
        if (number == 0) {
            not_empty.wait(m);
        }
        --number;
        std::cout << "after r: " << number << std::endl;
        not_full.notify_one();
    }
}

void main()
{
    boost::thread trd1(&writer);
    boost::thread trd2(&reader);
    trd1.join();
    trd2.join();
}

运行之后程序一切如常，0-5的一些数字会打印出来。

但是当另外一个write加入战局的时候，情况变得有些微妙的不同，如果我们只是在main里面加入一个writer，其他部分保持不变的话，你会看到一些错误的数字出现：

void main()
{
    boost::thread trd1(&writer);
    boost::thread trd11(&writer);
    boost::thread trd2(&reader);
    trd1.join();
    trd11.join();
    trd2.join();
}

究其原因是：在reader->notify_one之后并在socped_lock解锁之前，在not_full上等待的writer A被唤起，然后reader解锁，此时可能另外一个writer B先获得锁而直接增加了number。在writeB 解锁后， writerA获得锁，但此时not_full条件已经被破坏。所以一种做法是再次检查该条件，也就是这样：

while (number == 5) {
not_full.wait(m);
}

对于多write或多reader的情形也是一样都需要以一个while循环进行conditiond的复检：完整的代码如下

#include
#include
#include
#include
#include

int number;
boost::mutex m;
boost::condition not_full;
boost::condition not_empty;

void writer()
{
    while (1) {
        boost::mutex::scoped_lock sl(m);
        while (number == 5) {
            not_full.wait(m);
        }
        ++number;
        std::cout << "after w: " << number << std::endl;
        not_empty.notify_one();
    }
}

void reader()
{
    while (1) {
        boost::mutex::scoped_lock sl(m);
        while (number == 0) {
            not_empty.wait(m);
        }
        --number;
        std::cout << "after r: " << number << std::endl;
        not_full.notify_one();
    }
}

void main()
{
    boost::thread trd1(&writer);
    boost::thread trd11(&writer);
    boost::thread trd2(&reader);
    boost::thread trd22(&reader);
    trd1.join();
    trd11.join();
    trd2.join();
    trd22.join();
}

usidc5

2012-03-07 16:10

译自http://www.boost.org/doc/libs/1_48_0/doc/html/thread.html

Anthony Williams
Copyright© 2007-8 Anthony Williams
Distributed under the Boost Software License，Version 1.0.(See accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
1 概述
Boost.Thread使得可移植的、含有多线程执行和共享数据的C++代码成为可能。它提供了用于管理线程本身，以及在线程间同步数据，或者为特定线程提供数据的单独副本的类和函数。
Boost.Thread原来由William E.Kempf设计和编写。当前版本进行了重写，以更好地遵循C++标准委员会发布的提案，特别是N2497、N2320、N2184、N2139和N2094。
要使用下面将描述的类和函数，可以包含每个类或者函数的描述中指定的头文件，也可以包含线程库的主要头文件：

这个文件包含了所有其他头文件。
2 自boost 1.40版本以来的修改
Boost 1.41.0版在线程库中增加了future，还做了其他一些小的修改。
2.1 自boost 1.35版本以来的修改
1.36.0版的Boost在线程库中增加了一些新的特征：
l 新的通用lock()和try_lock()函数可一次锁定多个互斥量
l 只要编译器支持，右值引用就可支持移动语义
l 一些Bug修正和增加遗漏的函数(包括严重的Win32条件变量bug)
l scoped_try_lock类型现在向后兼容1.34.0以及更早版本的Boost
l 支持为boost::thread构造函数提供额外参数，以传递给线程函数作为函数参数
l 为timed_lock和timed_wait函数增加了向后兼容性，以允许为超时值使用xtime
2.2 自boost 1.34版本以来的修改
从1.34版本发布以来，几乎Boost.Thread的每一行代码都经过了修改。但是，大多数接口修改都经过扩展，新代码基本上向后兼容老的代码。新特征和打破了兼容性的修改如下：
2.2.1 新特征
l boost::thread和各种锁类型的实例现在是可移动的（movable）
l 可以在中断点（interruption points）中断线程
l 通过使用boost::condition_variable_any，条件变量可以用于任何实现了Lockable概念的类型了（现在boost::condition是boost::condition_variable_any的typedef，以提供向后兼容性）。boost::condition_variable作为一个优化而提供，仅可用于boost::unique_lock(boost::mutex::scoped_lock)。
l 从boost::thread中分离出了线程ID，所以线程可以获取自身的ID（使用boost::this_thread::get_id()）。线程ID拥有完整的比较操作符集合，可用作关联容器的关键字。
l 超时现在通过Boost日期时间库实现，通过boost::system_time的typedef支持绝对超时时间，还支持多种类型的相对超时时间。而对boost::xtime的支持仅用于向后兼容。
l 锁通过公共模板boost::lock_guard、boost::unique_lock、boost::shard_lock和boost::upgrade_lock实现，它们都以互斥量类型为模板。Lockable概念已经扩展，包括公共可用的lock()和unlock()成员函数，它们都被锁类型使用。
2.2.2 打破了兼容性的修改
下表列出了公共接口中所有打破了向后兼容性的修改：
l 移除了boost::try_mutex，归纳到boost::mutex.boost::try_mutex中的功能只是一个typedef，不再是一个单独的类。
l 移除了boost::recursive_try_mutex，归纳到boost::recursive_mutex中了。boost::recursive_try_mutex中的功能只是一个typedef，不再是一个单独的类。
l 移除了boost::detail::thread::lock_ops。依赖于lock_ops实现细节的代码将不能工作了，而互斥量类型不再需要lock()和unlock()成员函数了。
l 不再提供第二个参数类型为bool的scoped_lock构造函数。在以前的boost版本中，

将创建一个与互斥量关联的锁对象，但是在构造的时候不进行锁定。这个功能现在由第二个参数类型为boost::defer_lock_type的构造函数实现：

l scoped_lock类型的locked()成员函数名字改成了owns_lock()。
l 不能再获取代表当前线程的boost::thread实例了：默认构造的boost::thread对象不与任何线程关联。这种类型的线程对象仅仅用于支持比较运算符：而这个功能已经移动到boost::thread::id中了。
l boost::read_write_mutex被boost::shared_mutex取代。
l boost::mutex不可能是递归的了。在1.35版之前，boost::mutex在Windows中是递归的，但在POSIX中不是。
l 在boost::condition_variable_any::wait()中使用boost::recursive_mutex时，互斥量仅被解锁一层，而不是完全解锁。以前的版本不能保证这种行为，也没有进行过测试。
3 线程管理
3.1 概述
类boost::thread用于启动和管理线程。每个boost::thread对象代表单个执行中的线程，或者Not-a-Thread。一个执行中的线程只能由一个boost::thread对象来代表：boost::thread对象是不可复制的。
然而，boost::thread对象是可移动的，可以被存储到能够感知移动的容器中；也可以从函数中返回boost::thread对象，从而可以将线程创建的细节包装到函数中：

注意：
在支持右值引用的编译器中，boost::thread提供了移动构造函数和移动赋值运算符，满足C++0x的可移动构造和可移动赋值概念。因而，使用这样的编译器时，可将boost::thread用于支持这些概念的容器中。
对于不支持右值引用的编译器，移动支持由移动模拟层提供，容器必须显式探测移动模拟层。细节请看。
3.2 启动线程
传递一个可以不带参数调用的可调用类型对象给boost::thread构造函数，就可以启动一个新的线程。boost::thread对象被复制到内部存储中，然后在新创建的线程中被调用。如果对象不必（或者不能）是可复制的，则可使用boost::ref来传递一个引用给函数对象。这种情况下，boost.thread用户必须保证被引用对象的生存期包含新创建线程的生存期。

如果想用要求提供参数的函数或者可调用对象来构造boost::thread实例，则可为boost::thread构造函数提供额外参数：

参数被复制到线程内部结构中：如果要求引用，请使用boost::ref，就像使用可调用函数的引用一样。
可以传递的额外参数个数是没有限制的。
3.3 线程函数中的异常
如果传递给boost::thread构造函数的函数或者可调用对象传播boost::thread_interrupted类型之外的异常，则std::terminate()会被调用。
3.4 连接和分离
代表线程的boost::thread对象销毁的时候，线程成为已分离的。线程分离后将继续执行，直到提供给boost::thread构造函数的函数或者可调用对象执行完成，或者程序被终止。显式调用boost::thread对象的detach()成员函数也可以分离线程。这时，boost::thread对象不再代表已经分离的线程，而是代表Not-a-Thread。
可以使用boost::thread对象的join()或者timed_join()成员函数来等待线程执行完成。join()会阻塞调用线程，直到boost::thread对象代表的线程执行完成。如果boost::thread对象代表的线程已经执行完成，或者对象代表Not-a-Thread，则join()会立即返回。timed_join()的行为是类似的，只是timed_join()也会在指定的时间流逝后，而被等待线程还没有完成时返回。
3.5 中断
调用boost::thread对象的interrupt()成员函数可以中断运行中的线程。如果启用了中断，下次执行某特定的中断点（或者当前正在执行某中断点）时，被中断线程将抛出一个boost::thread_interrupted异常。如果不捕获这个异常，则被中断线程会被终止。和其他异常处理一样，线程栈会被展开，自动类型的对象的析构函数会被执行。

如果要避免被中断，线程可以创建一个boost::this_thread::disable_interruption实例。这种类型的对象会在构造函数中为创建它的线程禁止中断，在析构函数中恢复中断状态：
构造一个boost::this_thread::restore_interruption实例，传入一个boost::this_thread::disable_interruption对象，可以暂时撤销传入的boost::this_thread::disable_interruption对象的效果。这会恢复中断状态到boost::this_thread::disable_interruption构造时的状态，然后在boost::this_thread::restore_interruption对象销毁的时候再次禁止中断。

3.6 预定义的中断点
下述函数是中断点，如果当前线程开启了中断，并且当前请求了中断，则会抛出boost::thread_interrupted异常：

3.7 线程ID
boost::thread::id对象用于标识线程。调用boost::thread对象的get_id()成员函数可以获取线程的唯一ID，也可以在线程内调用boost::this_thread::get_id()来获取自身的ID。boost::thread::id对象是可复制的，可用于组合容器中，因为它提供了所有比较运算符。也可使用流插入符将线程ID写入到输出流中，尽管输出格式是没有指定的。
每个boost::thread::id实例要么代表某线程，要么代表Not-a-Thread。每个代表Not-a-Thread的实例都是相等的，但是不等于任何代表实际线程的实例。

usidc5

2012-03-07 16:13

Anthony Williams
Copyright© 2007-8 Anthony Williams
Distributed under the Boost Software License，Version 1.0.(See accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
4 同步
4.1 互斥概念
互斥对象让数据竞争保护变得容易，使得对数据的线程安全同步成为可能。线程通过调用互斥对象的某个锁函数来获取所有权，通过调用相应的解锁函数来释放所有权。互斥量可以是递归的，也可以是非递归的，并且可能给一个或者多个线程同时授予所有权。Boost.Thread提供了带独占所有权语义的递归和非递归的互斥量，以及共享所有权（多个读/单个写）互斥量。
Boost.Thread支持四种基本的可锁定对象概念：Lockable、TimedLockable、SharedLockable和UpgradeLockable。每个互斥量类型和各种锁类型实现了这些概念中的一个或者多个。
4.1.1 Lockable概念
Lockable概念是独占所有权的模型。实现Lockable概念的类型需要提供下述成员函数：

必须调用unlock()来释放调用lock()或者try_lock()取得的所有权。
void lock()
n 作用：阻塞当前线程，直到可以获取所有权。
n 后置条件：当前线程拥有*this
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
bool try_lock()
n 作用：试图为当前线程获取所有权，不阻塞。
n 返回：如果当前线程取得了所有权则返回true，否则返回false。
n 后置条件：如果返回true，当前线程拥有*this。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
void unlock()
n 前提条件：当前线程拥有*this。
n 作用：释放当前线程的所有权。
n 后置条件：当前线程不再拥有*this。
n 异常：无。
4.1.2 TimedLockable概念
TimedLockable概念改进了Lockable概念，增加了试图获取锁时的超时支持。
实现TimedLockable概念的类型必须满足Lockable概念的要求。此外还必须提供下述函数：

必须调用unlock()来释放调用timed_lock()取得的所有权。
bool timed_lock(boost::system_time const & abs_time)
n 作用：试图为当前线程获取所有权。阻塞当前线程，直到可以取得所有权，或者经过指定的时间。如果已经经过指定的时间，则行为同try_lock()。
n 返回：如果当前线程取得了所有权则返回true，否则返回false。
n 后置条件：如果返回true，当前线程拥有*this。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
template bool timed_lock(DurationType const& rel_time)
n 作用：等同于timed_lock(boost::get_system_time() + rel_time)
4.1.3 SharedLockable概念
SharedLockable概念改进了TimedLockable概念，同时支持独占所有权和共享所有权。采用的是标准多个读/单个写模型：至多只有一个线程拥有独占所有权，如果任何线程拥有独占所有权，则没有其他线程可以拥有共享或者独占所有权。或者，多个线程可以同时拥有共享所有权。
实现SharedLockable概念的类型除了要满足TimedLockable概念的要求外，还必须提供下述成员函数：

必须调用unlock_shared()释放调用lock_shared()、try_lock_shared()或者timed_lock_shared()取得的所有权。
void lock_shared()
n 作用：阻塞当前线程，直到可以取得所有权。
n 后置条件：当前线程拥有*this的共享所有权。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
bool try_lock_shared()
作用：试图为当前线程获取共享所有权，不阻塞。
n 返回：如果当前线程取得了所有权则返回true，否则返回false。
n 后置条件：如果返回true，当前线程拥有*this的共享所有权。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
bool timed_lock_shared(boost::system_time const& abs_time)
n 作用：试图为当前线程获取所有权。阻塞当前线程，直到可以取得所有权，或者经过指定的时间。如果已经经过指定的时间，则行为同try_lock_shared()。
n 返回：如果当前线程取得了共享所有权则返回true，否则返回false。
n 后置条件：如果返回true，当前线程拥有*this的共享所有权。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
void unlock_shared()
n 前提条件：当前线程拥有*this的共享所有权。
n 作用：释放当前线程对*this的共享所有权。
n 后置条件：当前线程不再拥有*this的共享所有权。
n 异常：无
4.1.4 UpgradeLockable概念
UpgradeLockable概念改进了SharedLockable概念，除了支持独占所有权和共享所有权之外，还支持可升级的所有权。这是对SharedLockable概念提供的多个读/单个写模型的扩展：多个线程拥有共享所有权的时候，单个线程可拥有可升级的所有权。拥有可升级所有权的线程可以在任何时候试图升级到独占所有权。如果此时没有其他线程拥有共享所有权，则升级会立即完成，线程拥有独占所有权。必须调用unlock()来释放取得的独占所有权，就像释放调用lock()获取的独占所有权一样。
如果拥有可升级所有权的线程在试图升级的时候，有其他线程拥有共享所有权，则升级企图会失败，线程被阻塞，直到可以取得独占所有权。
就像可以升级一样，所有权也可以降级：UpgradeLockable概念实现的独占所有权可以降级成可升级所有权或者共享所有权，可升级所有权可以降级成共享所有权。
实现UpgradeLockable概念的类型除了要满足SharedLockable概念的要求之外，还必须提供下述成员函数：

必须调用unlock_upgrade()来释放调用lock_upgrade()取得的所有权。如果调用unlock_xxx_and_lock_yyy()函数改变了所有权类型，则必须调用新的所有权等级对应的解锁函数来释放所有权。
void lock_upgrade()
n 作用：阻塞当前线程，直到取得可升级所有权。
n 后置条件：当前线程拥有*this的可升级所有权。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
void unlock_upgrade()
n 前提条件：当前线程拥有*this的可升级所有权。
n 作用：释放当前线程的可升级所有权。
n 后置条件：当前线程不再拥有*this的可升级所有权。
n 异常：无。
void unlock_upgrade_and_lock()
n 前提条件：当前线程拥有*this的可升级所有权。
n 作用：原子地释放当前线程拥有的对*this的可升级所有权，获取对*this的独占所有权。如果有其他线程当前拥有共享所有权，则阻塞直到可以取得独占所有权。
n 后置条件：当前线程拥有*this的独占所有权。
n 异常：无。
void unlock_upgrade_and_lock_shared()
n 前提条件：当前线程拥有*this的可升级所有权。
n 作用：原子地释放当前线程拥有的对*this的可升级所有权，请求共享所有权，不阻塞。
n 后置条件：当前线程拥有*this的共享所有权。
n 异常：无。
void unlock_and_lock_upgrade()
n 前提条件：当前线程拥有*this的独占所有权。
n 作用：原子地释放当前线程拥有的对*this的独占所有权，请求可升级所有权，不阻塞。
n 后置条件：当前线程拥有*this的可升级所有权。
n 异常：无。
4.2 锁类型
4.2.1 lock_guard模板类

boost::lock_guard非常简单：构造函数请求获取参数提供的Lockable概念实现的所有权。析构函数释放所有权。这提供了简单的对Lockable对象的RAII风格的锁，使得线程安全的锁定和解锁变得容易。此外，构造函数lock_guard(Lockable & m,boost::adopt_lock_t)可获取已经由当前线程持有的锁的所有权。
lock_guard(Lockable & m)
n 作用：存储对m的引用，调用m.lock()。
n 异常：抛出由m.lock()产生的异常。
lock_guard(Lockable & m,boost::adopt_lock_t)
n 前提条件：当前线程拥有等价于调用m.lock()取得的、对m的锁。
n 作用：存储对m的引用，取得对m锁定状态的所有权。
n 异常：无。
~lock_guard()
n 作用：对构造函数传入的Lockable对象调用unlock()。
n 异常：无。
4.2.2 unique_lock模板类
boost::unique_lock比boost::lock_guard更复杂：因为它不仅仅提供一个RAII风格的锁，还允许延迟锁定请求到显式调用成员函数lock()的时候，允许试图以非阻塞的方式请求锁，允许带有请求超时。结果，只有在锁对象已经锁住Lockable对象时，析构函数才会调用unlock()，或者采用Lockable对象上的锁。
如果提供的Lockable类型模型化了TimedLockable概念（如boost::unique_lock)或者Lockable概念（boost::unique_lock），则特化的boost::unique_lock也模型化了TimedLockable概念或者Lockable概念。
如果一个boost::unique_lock实例的mutex()函数返回指向Lockable m的指针，owns_lock()返回true，则称这个实例是拥有Lockable m的锁状态的。拥有Lockable对象锁状态的对象销毁时，其析构函数会调用mutex()->unlock()。
boost::unique_lock的成员函数不是线程安全的。特别是，boost::unique_lock是设计用于模型化某特定线程对某Lockable对象的所有权的，释放锁状态所有权的成员函数(包括析构函数)必须由获取锁状态的相同线程调用。
unique_lock()
n 作用：创建一个没有与互斥量关联的锁对象。
n 后置条件：owns_lock()返回false，mutext()返回NULL。
n 异常：无。
unique_lock(Lockable & m)
n 作用：存储m的引用，调用m.lock()。
n 后置条件：owns_lock()返回true，mutex()返回&m。
n 异常：m.lock()抛出的任何异常。
unique_lock(Lockable& m,boost::adopt_lock_t)
n 前提条件：当前线程拥有m的独占锁。
n 作用：存储m的引用，取得m的锁状态的所有权。
n 后置条件：owns_lock()返回true，mutex()返回&m。
n 异常：无。
unique_lock(Lockable& m,boost::defer_lock_t)
n 作用：存储m的引用。
n 后置条件：owns_lock()返回false，mutex()返回&m。
n 异常：无。
unique_lock(Lockable & m,boost::try_to_lock_t)
n 作用：存储m的引用，调用m.try_lock()，如果返回true，则取得锁状态的所有权。
n 后置条件：mutex()返回&m。如果try_lock()返回true，则owns_lock()返回true,否则owns_lock()返回false。
n 异常：无。
unique_lock(Lockable& m,boost::system_time const & abs_time)
n 作用：存储m的引用，调用m.timed_lock(abs_time)，如果返回true，则取得锁状态的所有权。
n 后置条件：mutex()返回&m。如果timed_lock()返回true，则owns_lock()返回true，否则owns_lock()返回false。
n 异常：任何由m.timed_lock(abs_time)抛出的异常。
~unique_lock()
n 作用：如果owns_lock()返回true，则调用mutex()->unlock()。
n 异常：无。
bool owns_lock() const
n 返回：如果*this拥有与自身关联的Lockable对象的锁，则返回true。
n 异常：无。
Lockable* mutex() const
n 返回：与*this关联的Lockable对象的指针，或者，没有关联的对象时，返回NULL。
n 异常：无。
operator unspecified_bool_type() const
n 返回：如果owns_lock()返回true，则返回一个在布尔上下文中与true等价的值，否则返回一个在布尔上下文中与false等价的值。
n 异常：无。
bool operator!() const
n 返回：!owns_lock()
n 异常：无。
Lockable* release()
n 作用：移除*this与Lockable对象的关联，而不影响Lockable对象的锁状态。如果owns_lock()返回true，则确保正确解锁Lockable对象是调用代码的责任。
n 返回：返回调用时与*this关联的Lockable对象指针，或者，没有关联的对象时返回NULL。
n 异常：无。
n 后置条件：*this不再与任何Lockable对象关联。mutex()返回NULL，owns_lock()返回false。
4.2.3 shared_lock模板类

与boost::unique_lock一样，boost::shared_lock模型化Lockable概念，不同的是，boost::shared_lock请求获取指定的Lockable对象的共享所有权，而不是唯一所有权。锁定一个boost::shared_lock实例请求的是共享所有权。
与boost::unique_lock不仅仅提供RAII风格的锁一样，boost::shared_lock也允许延迟锁定到显式调用成员函数lock()时，允许以非阻塞的方式试图获取锁，允许带有超时。结果，只有在锁对象已经锁住Lockable对象的时候，析构函数才会调用unlock()，否则则采用Lockable对象上的锁。
如果一个boost::shared_lock实例的mutex()函数返回指向Lockable m的指针，owns_lock()返回true，则称这个实例是拥有Lockable m的锁状态的。拥有Lockable对象锁状态的对象销毁时，其析构函数会调用mutex()->unlock_shared()。
boost::shared_lock的成员函数不是线程安全的。特别是，boost::shared_lock是设计用于模型化某特定线程对某Lockable对象的共享所有权的，释放锁状态所有权的成员函数(包括析构函数)必须由获取锁状态的相同线程调用。
shared_lock()
n 作用：创建一个没有与互斥量关联的锁对象。
n 后置条件：owns_lock()返回false，mutex()返回NULL。
shared_lock(Lockable& m)
n 作用：存储m的引用，调用m.lock_shared()。
n 后置条件：owns_lock()返回true，mutex()返回&m。
n 异常：m.lock_shared()抛出的任何异常。
shared_lock(Lockable& m,boost::adopt_lock_t)
n 前提条件：当前线程拥有m的独占锁。
n 作用：存储m的引用，取得m锁状态的所有权。
n 后置条件：owns_lock()返回true，mutex()返回&m。
n 异常：无。
shared_lock(Lockable& m,boost::defer_lock_t)
n 作用：存储m的引用。
n 后置条件：owns_lock()返回false，mutex()返回&m。
n 异常：无。
shared_lock(Lockable& m,boost::try_to_lock_t)
n 作用：存储m的引用，调用m.try_lock_shared()，如果返回true，则取得锁状态的所有权。
n 后置条件：mutex()返回&m。如果try_lock_shared()返回true，则owns_lock()返回true，否则owns_lock()返回false。
n 异常：无。
shared_lock(Lockable& m,boost::system_time const & abs_time)
n 作用：存储m的引用，调用m.timed_lock(abs_time)，如果返回true，则取得锁状态的所有权。
n 后置条件：mutex()返回&m。如果timed_lock_shared()返回true，则owns_lock()返回true，否则owns_lock()返回false。
n 异常：m.timed_lock(abs_time)返回的任何异常。
~shared_lock()
n 作用：如果owns_lock()返回true，则调用mutex()->unlock_shared()。
n 异常：无。
bool owns_lock() const
n 返回：如果拥有与*this关联的Lockable对象的锁，则返回true。
n 异常：无。
Lockable* mutex() const
n 返回：与*this关联的Lockable对象的指针，或者，没有关联的对象时，返回NULL。
n 异常：无。
operator unspecified_bool_type() const
n 返回：如果owns_lock()返回true，则返回一个在布尔上下文中与true等价的值，否则返回一个在布尔上下文中与false等价的值。
n 异常：无。
bool operator!() const
n 返回：!owns_lock()
n 异常：无。
Lockable* release()
n 作用：移除*this与Lockable对象的关联，而不影响Lockable对象的锁状态。如果owns_lock()返回true，则确保正确解锁Lockable对象是调用代码的责任。
n 返回：返回调用时与*this关联的Lockable对象指针，或者，没有关联的对象时返回NULL。
n 异常：无。
n 后置条件：*this不再与任何Lockable对象关联。mutex()返回NULL，owns_lock()返回false。
4.2.4 upgrade_lock模板类

与boost::unique_lock一样，boost::upgrade_lock模型化Lockable概念，但不是请求Lockable对象的唯一所有权，而是请求可升级所有权。
与boost::unique_lock不仅仅提供RAII风格的锁一样，boost::upgrade_lock允许延迟请求锁定到显式调用成员函数lock()时，允许以非阻塞方式试图获取锁，允许带有超时。结果，只有在锁对象已经锁住Lockable对象的时候，析构函数才会调用unlock()，否则则采用Lockable对象上的锁。
如果一个boost::upgrade_lock实例的mutex()函数返回指向Lockable m的指针，owns_lock()返回true，则称这个实例是拥有Lockable m的锁状态的。拥有Lockable对象锁状态的对象销毁时，析构函数会调用mutex()->unlock_upgrade()。
boost::upgrade_lock的成员函数不是线程安全的。特别是，boost::upgrade_lock是设计用于模型化某特定线程对某Lockable对象的可升级所有权的，释放锁状态所有权的成员函数(包括析构函数)必须由获取锁状态的相同线程调用。
4.2.5 upgrade_to_unique_lock

boost::upgrade_to_unique_lock允许临时升级boost::upgrade_lock到独占所有权。构造boost::upgrade_to_unique_lock的时候，如果使用的boost::upgrade_lock引用拥有某Lockable对象的可升级所有权，则会升级到独占所有权。销毁boost::upgrade_to_unique_lock实例时，对Lockable对象的所有权降级到可升级所有权。
4.2.6 互斥量特定的类scoped_try_lock

为每个MutexType提供了作为成员typedef的scoped_try_lock。每个构造函数和成员函数的语义与具有相同MutexType的boost::unique_lock的相应函数相同，只是带有单个互斥量引用m的构造函数将调用m.try_lock()，而不是m.lock()。
4.3 锁函数
4.3.1 非成员函数lock(Lockable1,Lockable2,...)

n 作用：以可避免死锁的、非特定的、不确定的次序锁定作为参数提供的Lockable对象。以不同的次序在多个线程中并发地对相同互斥量(或者其他可锁定对象)调用这个函数是安全的，没用死锁的风险。如果对提供的任何Lockable对象的lock()或者try_lock()操作抛出异常，则函数退出前会释放所有先前已经取得的锁。
n 异常：对提供的Lockable对象调用lock()或者try_lock()时抛出的任何异常。
n 后置条件：提供的所有Lockable对象都被调用线程锁定。
4.3.2 非成员函数lock(begin,end)

n 前提条件：ForwardIterator的值类型必须实现了Lockable概念。
n 作用：以可避免死锁的、非特定的、不确定的次序锁定指定范围内的所有Lockable对象。以不同的次序在多个线程中并发地对相同互斥量(或者其他可锁定对象)调用这个函数是安全的，没用死锁的风险。如果对提供的任何Lockable对象的lock()或者try_lock()操作抛出异常，则函数退出前会释放所有先前已经取得的锁。
n 异常：对提供的Lockable对象调用lock()或者try_lock()时抛出的任何异常。
n 后置条件：指定范围内的所有Lockable对象都被调用线程锁定。
4.3.3 非成员函数try_lock(Lockable1,Lockable2,...)

n 作用：对作为参数提供的每个Lockable对象调用try_lock()。如果任何一个try_lock()返回false，则释放先前已经取得的所有锁，返回锁定失败对象的从零开始的索引。
n 如果对提供的任何Lockable对象的try_lock()操作抛出异常，则函数退出前会释放所有先前已经取得的锁。
n 异常：对提供的Lockable对象调用try_lock()时抛出的任何异常。
n 后置条件：如果返回-1，则提供的所有Lockable对象都被调用线程锁定。否则，任何已经被函数取得的锁都会被释放。
4.3.4 非成员函数try_lock(begin,end)

n 前提条件：ForwardIterator的值类型必须实现了Lockable概念。
n 作用：对指定范围内的每个Lockable对象调用try_lock()。如果任何一个try_lock()调用返回false，则任何已经取得的锁都会被释放，然后返回锁定失败的对象的迭代器。
n 如果对提供的任何Lockable对象的try_lock()操作抛出异常，则函数退出前会释放所有先前已经取得的锁。
n 返回：如果返回end，则指定范围内的所有Lockable对象都已经被调用线程锁定。否则，任何已经被函数取得的锁都会被释放。
4.4 互斥量类型
4.4.1 mutex类

boost::mutex实现了Lockable概念，提供一个独占所有权的互斥量。任何时刻只能有一个线程拥有某给定的boost::mutex的所有权。多个线程可以并发地调用lock()、try_lock()和unlock()。
成员函数native_handle()

n 作用：返回一个native_handle_type实例，可用于平台特定的API，以操作底层实现。如果没有这种实例，则native_handle()和native_handle_type是不存在的。
n 异常：无。
4.4.2 typedef try_mutex
boost::try_mutex是boost::mutex的typedef，以提供对先前的boost版本的向后兼容性。
4.4.3 timed_mutex

boost::timed_mutex实现了TimedLockable概念，提供一个独占所有权的互斥量。任何时刻只能有一个线程拥有某给定的boost::timed_mutex的所有权。多个线程可以并发地调用lock()、try_lock()和unlock()。
成员函数native_handle()

n 作用：返回一个native_handle_type实例，可用于平台特定的API，以操作底层实现。如果没有这种实例，则native_handle()和native_handle_type是不存在的。
n 异常：无。
4.4.4 recursive_mutex类

boost::recursive_mutex实现了Lockable概念，提供一个独占所有权的互斥量。任何时刻只能有一个线程拥有某给定的boost::recursive_mutex的所有权。多个线程可以并发地调用lock()、try_lock()和unlock()。已经拥有某boost::recursive_mutex实例的所有权的线程可以调用lock()和try_lock()以获取额外的所有权级别。对于单个线程取得的每个级别的所有权，都必须调用unlock()，只有这样，其他线程才可以取得所有权。
成员函数native_handle()

n 作用：返回一个native_handle_type实例，可用于平台特定的API，以操作底层实现。如果没有这种实例，则native_handle()和native_handle_type是不存在的。
n 异常：无。
4.4.5 recursive_try_mutex

boost::recursive_try_mutex是boost::recursive_mutex的typedef，以提供对先前的boost版本的向后兼容性。
4.4.6 recursive_timed_mutex类

boost::recursive_timed_mutex实现了TimedLockable概念，提供一个独占所有权的互斥量。任何时刻只能有一个线程拥有某给定的boost::recursive_timed_mutex实例的锁。多个线程可以并发地调用lock()、try_lock()、timed_lock()和unlock()。已经拥有某boost::recursive_timed_mutex实例的独占所有权的线程可以调用lock()、timed_lock()和try_lock()以获取额外的所有权级别。对于单个线程取得的每个级别的所有权，都必须调用unlock()，只有这样，其他线程才可以取得所有权。
成员函数native_handle()

n 作用：返回一个native_handle_type实例，可用于平台特定的API，以操作底层实现。如果没有这种实例，则native_handle()和native_handle_type是不存在的。
n 异常：无。

4.4.7 shared_mutex类

boost::shared_mutex实现了多个读/单个写的互斥量。它实现了UpgradeLockable概念。
多个线程可以并发地调用lock()、try_lock()、timed_lock()、lock_shared()、try_lock_shared()和timed_lock_shared()。
4.5 条件变量
4.5.1 概述
condition_variable和condition_variable_any提供了一种机制，让一个线程可以等待某特定条件成为true时来自另一个线程的通知。通常的使用模式是，某线程锁定一个互斥量，然后对一个condition_variable或者condition_variable_any实例调用wait。在等待中被唤醒时，线程检查条件是否是true，如果是，则继续执行。如果条件还不是true，线程再次调用wait，继续等待。在最简单的情况下，条件仅仅是一个布尔值：

注意传递给wait函数的lock：wait函数原子地将线程添加到等待条件变量的线程集中，并且解锁互斥量。线程被唤醒时，在wait函数返回前，互斥量会再次被锁定。这让其他线程可以取得互斥量，更新共享数据，并且保证与条件关联的数据是正确同步的。
同时，另一个线程设置条件为true，对条件变量调用notify_one或者notify_all，分别唤醒一个或者所有等待线程。

注意，更新共享数据前相同的互斥量被锁定，但是调用notify_one的时候不需要保持锁定。
这个例子使用了condition_variable类型的对象，但是使用condition_variable_any类型的对象也是可以的：condition_variable_any更通用，可以与任何类型的锁或者互斥量一同工作，而condition_variable要求传递给wait函数的是boost::unique_lock类型的实例。基于互斥量类型的知识，condition_variable可以在某些情况下进行一些优化；而condition_variable_any则通常有比condition_variable复杂的实现。
4.5.2 condition_variable类

condition_variable()
n 作用：构造一个condition_variable对象。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
~condition_variable()
前提条件：所有等待*this的线程已经被notify_one或者notify_all通知（但相应的wait或者timed_wait调用不必已经返回）
n 作用：销毁对象。
n 异常：无。
void notify_one()
n 作用：如果当前有任何线程阻塞在对*this的wait或者timed_wait调用上，解锁等待线程中的一个。
n 异常：无。
void notify_all()
n 作用：如果当前有任何线程阻塞在对*this的wait或者timed_wait调用上，解锁所有等待线程。
n 异常：无。
void wait(boost::unique_lock& lock)
n 前提条件：lock被当前线程锁定，并且没有其他线程当前在等待*this，或者在所有当前等待*this的线程中，提供给wait或者timed_wait调用的锁对象的mutex()成员函数，将与本次调用的lock->mutex()函数返回相同的值。
n 作用：原子地调用lock.unlock()，并且阻塞当前线程。线程在被this->notify_one()或者this->notify_all()调用通知时解锁，或者假解锁。线程解锁后（无论何种原因），wait返回前，将再次调用lock.lock()请求锁定。如果函数因为异常退出，也会调用lock.lock()再次请求锁定。
n 后置条件：lock被当前线程锁定。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resoure_error。如果对当前线程关联到的boost::thread对象执行interrupt()调用，则等待被中断，抛出boost::thread_interrupted。
template
void wait(boost::unique_lock& lock,predicate_type pred)
n 作用：等价于

bool timed_wait(boost::unique_lock& lock,boost::system_time const & abs_time)
n 前提条件：lock被当前线程锁定，并且没有其他线程当前在等待*this，或者在所有当前等待*this的线程中，提供给wait或者timed_wait调用的锁对象的mutex()成员函数，将与本次调用的lock->mutex()函数返回相同的值。
n 作用：原子地调用lock.unlock()，并且阻塞当前线程。被this->notify_one()或者this->notify_all()调用通知时，或者boost::get_system_time()报告的时间等于或迟于abs_time指定的时间时，或者假解锁时，线程退出阻塞状态。线程退出阻塞状态时(无论何种原因)，在wait调用返回之前，会调用lock.lock()再次请求锁定。如果函数因为异常退出，也会调用lock.lock()再次请求锁定。
n 返回：如果因为到达abs_time指定的时间而返回，则返回false，否则返回true。
n 后置条件：lock被当前线程锁定。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resoure_error。如果对当前线程关联到的boost::thread对象执行interrupt()调用，则等待被中断，抛出boost::thread_interrupted。

template
bool timed_wait(boost::unique_lock& lock,duration_type const & rel_time)
n 前提条件：lock被当前线程锁定，并且没有其他线程当前在等待*this，或者在所有当前等待*this的线程中，提供给wait或者timed_wait调用的锁对象的mutex()成员函数，将与本次调用的lock->mutex()函数返回相同的值。
n 作用：原子地调用lock.unlock()，并且阻塞当前线程。被this->notify_one()或者this->notify_all()调用通知时，或者参数rel_time指定的时间已经流逝时，或者假解锁时，线程退出阻塞状态。线程退出阻塞状态时(无论何种原因)，在wait调用返回之前，会调用lock.lock()再次请求锁定。如果函数因为异常退出，也会调用lock.lock()再次请求锁定。
n 返回：如果因为rel_time指定的时间已经流逝而返回，则返回false，否则返回true。
n 后置条件：lock被当前线程锁定。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resoure_error。如果对当前线程关联到的boost::thread对象执行interrupt()调用，则等待被中断，抛出boost::thread_interrupted。
n 注意：很难正确使用带有持续时间的timed_wait重载版本。多数情况下，使用带有断言的重载版本更好。
template
bool timed_wait(boost::unique_lock& lock,boost::system_time const & abs_time,predicate_type pred)
n 作用：等价于

4.5.3 condition_variable_any类
condition_variable_any()
作用：构造一个condition_variable_any对象。
异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
~condition_variable_any()
前提条件：所有等待*this的线程已经被notify_one或者notify_all调用通知（但相应的wait或者timed_wait调用不必已经返回）
作用：销毁对象。
异常：无。
void notify_one()
n 作用：如果当前有任何线程阻塞在对*this的wait或者timed_wait调用上，解锁等待线程中的一个。
n 异常：无。
void notify_all()
n 作用：如果当前有任何线程阻塞在对*this的wait或者timed_wait调用上，解锁所有等待线程。
n 异常：无。
void wait(boost::unique_lock& lock)
n 作用：原子地调用lock.unlock()，并且阻塞当前线程。线程在被this->notify_one()或者this->notify_all()调用通知时解除阻塞，或者假解锁。解除阻塞后（无论何种原因），wait返回前，将再次调用lock.lock()请求锁定。如果函数因为异常退出，也会调用lock.lock()再次请求锁定。
n 后置条件：lock被当前线程锁定。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resoure_error。如果对当前线程关联到的boost::thread对象执行interrupt()调用，则等待被中断，抛出boost::thread_interrupted。
template<typename lock_type,typename predicate_type>
void wait(lock_type& lock,predicate_type pred)
n 作用：等价于

template
bool timed_wait(lock_type& lock,boost::system_time const & abs_time)
n 作用：原子地调用lock.unlock()，并且阻塞当前线程。被this->notify_one()或者this->notify_all()调用通知时，或者boost::get_system_time()报告的时间等于或迟于abs_time指定的时间时，或者假解锁时，线程退出阻塞状态。线程退出阻塞状态时(无论何种原因)，在wait调用返回之前，会调用lock.lock()再次请求锁定。如果函数因为异常退出，也会调用lock.lock()再次请求锁定。
n 返回：如果因为到达abs_time指定的时间而返回，则返回false，否则返回true。
n 后置条件：lock被当前线程锁定。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resoure_error。如果对当前线程关联到的boost::thread对象执行interrupt()调用，则等待被中断，抛出boost::thread_interrupted。
template<typename lock_type,typename duration_type>
bool timed_wait(lock_type& lock,duration_type const & rel_time)
n 作用：原子地调用lock.unlock()，并且阻塞当前线程。被this->notify_one()或者this->notify_all()调用通知时，或者参数rel_time指定的时间已经流逝时，或者假解锁时，线程退出阻塞状态。线程退出阻塞状态时(无论何种原因)，在wait调用返回之前，会调用lock.lock()再次请求锁定。如果函数因为异常退出，也会调用lock.lock()再次请求锁定。
n 返回：如果因为rel_time指定的时间已经流逝而返回，则返回false，否则返回true。
n 后置条件：lock被当前线程锁定。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resoure_error。如果对当前线程关联到的boost::thread对象执行interrupt()调用，则等待被中断，抛出boost::thread_interrupted。
n 注意：很难正确使用带有持续时间的timed_wait重载版本。多数情况下，使用带有断言的重载版本更好。
template<typename lock_type,typename predicate_type>
bool timed_wait(lock_type& lock,boost::system_time const & abs_time,predicate_type pred)
n 作用：等价于

4.5.4 typedef condition
[img]http://s1.sinaimg.cn/orignal/56dee71agb4cce2363db0[/img]
typedef condition用于提供对先前boost版本的向后兼容性。
4.6 一次性初始化
boost::call_one提供了一种机制，可以保证初始化例程只执行一次，没有数据竞争或者死锁。
4.6.1 typedef once_flag
[img]http://s13.sinaimg.cn/orignal/56dee71ag787ae36d6dec[/img]
应该用BOOST_ONCE_INIT初始化boost::once_flag类型的对象：
[img]http://s3.sinaimg.cn/orignal/56dee71agb4cce2577202[/img]
4.6.2 非成员函数call_once
[img]http://s7.sinaimg.cn/orignal/56dee71agb4cce2705cb6[/img]
n 要求：Callable是可拷贝构造（CopyConstructible）的。func应该没有边效应，调用func副本的效果应该等价于调用原版的func。
n 作用：对相同once_flag对象的call_once调用被串行化。如果先前没有对once_flag对象进行过有效的call_once调用，则参数func(或者其副本)被调用。如果func没有抛出异常，正常返回，则对call_once的调用是有效的。如果抛出异常，则异常被传播给调用者。如果先前已经对once_flag对象进行过有效的call_once调用，则call_once会返回，不调用func。
n 同步：对一个once_flag对象的有效call_once调用的完成，将与后续对相同once_flag对象的call_once调用同步。
n 异常：如果不能到达预定义的效果，则抛出thread_resource_error；或者func抛出的任何异常。
n 注意：传递给call_once的函数不得对传入的once_flag对象调用call_once。这可能会导致死锁，或者两次调用传入的函数。解决办法是让第二次调用立即返回，但这要求代码知道自己是被递归调用的，并且可以处理call_once实际上不调用函数的情况，这样函数才能避免递归地调用call_once。
[img]http://s3.sinaimg.cn/orignal/56dee71agb4cce2827d82[/img]
这个重载用于提供向后兼容性。call_once(func,flag)的效果应该与call_once(flag,func)的效果相同。
4.7 护栏(barrier)
护栏是一个简单的概念，也称作集结点(rendezvous)，是多个线程间的同步点。护栏配置为用于特定数量(n)的线程。线程到达护栏时，必须等待所有n个线程都到达。一旦第n个线程到达，所有等待线程继续运行，护栏被复位。
4.7.1 barrier类
[img]http://s14.sinaimg.cn/orignal/56dee71agb4cce299007d[/img]
boost::barrier实例是不可复制、不可移动的。

构造函数
n 作用：构造一个用于count个线程的护栏。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
析构函数
n 前提条件：没有线程在等待*this。
n 作用：销毁*this。
n 异常：无。
成员函数wait
n 作用：阻塞直到count个线程对*this调用了wait。第count个线程调用wait时，所有等待线程解除阻塞，护栏被复位。
n 返回：每一批等待线程中仅有一个返回true，其他返回false。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
4.8 期货(future)
4.8.1 概述
期货库提供了一种处理异步期货值的方式，期货值可以由其他线程生成，或者由单个线程响应外部刺激生成，或者按需生成。
这种机制由四个模板类提供：boost::unique_future和boost::shared_future用于获取异步结果，boost::promise和boost::packaged_task用于生成异步结果。
一个boost::unique_future维持唯一一个到某结果的引用。可以使用移动构造函数或者移动赋值运算符在实例间转移所有权，但是至多只有一个实例可以维持到某给定异步结果的引用。结果准备好时，通过boost::unique_future::get()以右值引用的方式返回，可以移动或者赋值成合适的类型。
另一方面，多个boost::shared_future实例可能引用相同的结果。多个实例间可以自由地拷贝和赋值，boost::shared_future::get()返回的是常引用，所以多个boost::shared_future::get()是安全的。可以将一个boost::unique_future实例移动到boost::shared_future实例中，从而转移关联的异步结果的所有权，但是不能进行相反的移动。
可以单独等待期货，或者使用boost::wait_for_any()和boost::wait_for_all()函数。
4.8.2 创建异步值
可以通过boost::promise或者boost::packaged_task来设置期货的值。boost::packaged_task是一个包装了某函数或者可调用对象的可调用对象。被调用的时候，boost::packaged_task会调用所含的函数，使用返回值填充期货。常见问题“如何从某线程返回一个值？”的答案是：将需要执行的函数封装成boost::packaged_task，然后传递给线程构造函数。这样，从boost::packaged_task取得的期货就可用于获取返回值。如果被封装的函数抛出异常，则异常被存储到期货中，代替返回值。
[img]http://s6.sinaimg.cn/orignal/56dee71agb4cce2a42835[/img]
boost::promise更底层一点：它直接提供一个函数，用于存储一个值或者异常到关联的期货中。因此期货可用于可能从多个源返回值的情况，或者单个操作产生多个值的情况。
[img]http://s4.sinaimg.cn/orignal/56dee71agb4cce2ad6793[/img]
4.8.3 等待回调和延迟期货
boost::promise和boost::packaged_task都支持将在等待回调。等待回调在线程阻塞在对某期货的wait()或者timed_wait()调用上的时候，在等待线程中被调用。该期货正在等待来自boost::promise或者boost::packaged_task的结果。这可通过对被等待的boost::promise或者boost::packaged_task调用set_wait_callback()成员函数来实现。
这就是延迟期货：直到某线程需要结果的时候，才真正计算出结果。下面的例子中，f.get()调用回调函数invoke_lazy_task来运行任务，设置结果。如果移除f.get()，则任务不会运行。
[img]http://s14.sinaimg.cn/orignal/56dee71agb4cce2c9145d[/img]
4.8.4 期货参考
state枚举
[img]http://s6.sinaimg.cn/orignal/56dee71ag787ae37b6645[/img]
unique_future模板类
[img]http://s6.sinaimg.cn/orignal/56dee71agb4cce2ea6d05[/img]
shared_future模板类
[img]http://s13.sinaimg.cn/orignal/56dee71agb4cce303b6ac[/img]
promise模板类
[img]http://s3.sinaimg.cn/orignal/56dee71ag787ae3813582[/img]
packaged_task模板类
[img]http://s4.sinaimg.cn/orignal/56dee71ag787ae382caf3[/img]
非成员函数wait_for_any()
[img]http://s16.sinaimg.cn/orignal/56dee71agf1000e01651f[/img]
n 前提条件：Fn类型应该是boost::unique_future或者boost::shared_future的特例，Iterator应该是value_type为boost::unique_future或者boost::shared_future的前向迭代器。
n 作用：等待至少一个指定的期货准备就绪。
n 返回：基于范围的重载形式返回一个迭代器，标识第一个被检测到准备就绪的期货。其他重载形式返回一个从零开始的索引，指示第一个被检测到准备就绪的期货。（第一个参数索引为0，第二个索引为1，等等）
n 异常：如果当前线程被中断，抛出boost::thread_interrupted；或者任何被等待期货的等待回调抛出的任何异常；如果内部等待结构不能分配内存，则抛出std::bad_alloc。
n 注意：wait_for_any()是一个中断点。
非成员函数wait_for_all()
[img]http://s5.sinaimg.cn/orignal/56dee71agb4cce34be734[/img]
n 前提条件：Fn类型应该是boost::unique_future或者boost::shared_future的特例，Iterator应该是value_type为boost::unique_future或者boost::shared_future的前向迭代器。
n 作用：等待所有期货准备就绪。
n 异常：对指定期货的wait()调用抛出的任何异常。
n 注意：wait_for_all()是一个中断点。

usidc5

2012-03-07 16:14

5 线程局部存储
5.1 概述
线程局部存储可以让每个线程拥有给定数据的单独实例。单线程应用可以使用静态或者全局数据，但在多线程应用中这可能导致竞争、死锁或者数据破坏。C语言中用于存储标准C库函数错误码的errno变量就是一个例子。支持多线程应用的编译器需要为每个线程提供单独的errno实例（这是POSIX要求的），以避免不同的线程竞争地读取或者更新这个值。
但编译器通常以扩展的声明语法（如static或者名字空间范围变量声明时的__declspec(thread)或者__thread）来提供这个功能，这种支持是不可移植的，并且有某些限制，如只支持POD类型。
5.2 使用boost::thread_specific_ptr的可移植的线程局部存储
boost::thread_specific_ptr提供了一种可移植的线程局部存储机制，可以工作在所有支持Boost.Thread的编译器中。每个boost::thread_specific_ptr实例代表某个在每个线程中必须有不同值的对象（如errno)的指针。当前线程的值可以通过get()成员函数，或者*和->运算符获取。开始时每个线程的值是NULL，使用reset()成员函数可以设置当前线程的值。
如果使用reset()改变了当前线程的指针值，则会调用清理函数销毁先前的值。也可以调用release()成员函数来设置指针值为NULL，并且取得先前的值，这样，销毁对象就是应用程序的责任了。
5.3 线程退出时的清理
线程退出的时候，每个boost::thread_specific_ptr实例关联的对象都被销毁。默认情况下，指针p所指的对象通过调用delete p来销毁，但是通过为特定boost::thread_specific_ptr实例的构造函数提供一个清理函数，就可以覆盖这种默认行为。这时，对象通过调用func(p)来销毁，其中func是提供给构造函数的清理函数。清理函数的调用次序是不确定的。如果清理函数设置已经被清理的boost::thread_specific_ptr实例所关联的值，则设置的值被添加到清理列表中。清理在没有boost::thread_specific_ptr实例有关联的值时完成。
注意：在某些平台上，不会为使用平台原生API创建的线程进行线程特定数据的清理。这种平台上，除非从线程中手动调用boost::on_thread_exit()，否则只会为使用boost::thread启动的线程执行清理。
5.4 thread_specific_ptr类

thread_specific_ptr()
n 要求：delete this->get()可正确执行。
n 作用：构造一个thread_specific_ptr对象，用于为每个线程存储一个类型为T的对象的指针。调用reset()或者线程退出的时候，会使用默认的基于delete的清理函数来销毁任何线程局部对象。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
explicit thread_specific_ptr(void (*cleanup_function)(T*))
n 要求：cleanup_function(this->get())不抛出任何异常。
n 作用：构造一个thread_specific_ptr对象，用于为每个线程存储一个类型为T的对象的指针。调用reset()或者线程退出的时候，会使用cleanup_function来销毁任何线程局部对象。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
~thread_specific_ptr()
n 作用：为当前线程调用this->reset()来清理关联的值，然后销毁*this。
n 异常：无。
n 注意：必须保证在销毁boost::thread_specific_ptr实例后，任何还在运行的线程不会调用实例的任何成员函数。
T* get() const
n 返回：当前线程关联的指针。
n 异常：无。
n 注意：boost::thread_specific_ptr实例对每个线程的初始值是NULL。
T* operator->() const
n 返回：this->get()。
n 异常：无。
T& operator*() const
n 要求：this->get()不是NULL。
n 返回：*(this->get())。
n 异常：无。
void reset(T* new_value=0);
n 作用：如果this->get()!=new_value，并且this->get()不是NULL，则调用delete this->get()或者cleanup_function(this->get())。存储new_value作为当前线程的指针值。
n 后置条件：this->get()==new_value。
n 异常：发生错误时抛出boost::thread_resource_error。
T* release()
n 作用：返回this->get()，存储NULL作为当前线程的指针值，不调用清理函数。
n 后置条件：this->get()==0。
n 异常：无。
6 日期和时间要求
从Boost 1.35.0开始，Boost.Thread将Boost.Date_Time用于所有要求超时值的操作。这包括（但不限于）：
l boost::this_thread::sleep()
l timed_join()
l timed_wait()
l timed_lock()
接受绝对时间参数的重载形式则要求boost::system_time类型的对象。通常这通过在当前时间上加一个持续时间来获取，或者通过boost::get_system_time()调用来获取，例如：

对于接受TimeDuration参数的重载形式，则可以使用满足Boost.Date_Time Time Duration 要求的类型，例如：

6.1 typedef system_time

请看Boost.Date_Time库的boost::posix_time:ptime文档。
6.2 非成员函数get_system_time()

返回：当前时间。
异常：无。
7 致谢
Boost.Thread的初始实现由William Kempf编写，还得益于很多其他人的贡献。当前版本源自试图用新的代码重写William Kempf设计的Boost.Thread，以便可以使用Boost软件许可发布。然而，随着C++标准委员会积极讨论标准化的C++线程库，Boost.Thread进行了一些修改以反映委员会的提议，同时尽量保持向后兼容性。
特别感谢Roland Schwarz，他为原始的Boost.Thread库贡献了大量时间和代码，并且积极参与了重写。他提出了将平台特定的实现放入到单独目录中的模式，他的参与对改进当前实现的质量贡献巨大。
也要感谢Peter Dimov、Howard Hinnant、Alexander Terekhov、Chris Thomasson以及其他人对于代码实现细节的意见。

usidc5

2012-03-23 20:49

简介： Boost C++ 库让并发编程变得既简单又有趣。学习如何使用两个 Boost 库 —— Interprocess (IPC) 库和 Message Passing Interface (MPI) 实现共享内存对象、同步文件锁和分布式通信等功能。
本文的标签：  linux, 工具与及实用程序, 应用开发
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发布日期： 2011 年 6 月 07 日
级别：中级
原创语言：英文
访问情况： 5481 次浏览
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使用非常流行的 Boost 库进行并发编程非常有意思。Boost 有几个用于并发编程领域的库：Interprocess (IPC) 库用于实现共享内存、内存映射的 I/O 和消息队列；Thread 库用于实现可移植的多线程；Message Passing Interface (MPI) 库用于分布式计算中的消息传递；Asio 库用于使用套接字和其他低层功能实现可移植的连网功能。本文介绍 IPC 和 MPI 库以及它们提供的一些功能。
本文中将学习如何使用 Boost IPC 库实现共享内存对象、消息队列和同步文件锁。通过使用 Boost MPI 库，了解 environment 和 communicator 类，以及如何实现分布式通信。
注意：本文中的代码已经用 gcc-4.3.4 和 boost-1.45 包测试过了。
常用缩写词
API：应用程序编程接口
I/O：输入/输出
POSIX：针对 UNIX 的便携式操作系统接口®
SDK：软件开发工具包
使用 Boost IPC 库
Boost Interprocess 是一个只由头文件组成的库，所以您需要做的只是在自己的源代码中包含适当的头文件并让编译器知道 include 路径。这是一个非常好的特性；您只需下载 Boost 源代码（见参考资料中的链接），然后就可以开始使用了。例如，要想在自己的代码中使用共享内存，就使用清单 1 所示的 include。

清单 1. Boost IPC 库只由头文件组成

#include
using namespace boost::interprocess;
//… your sources follow …

在把信息传递给编译器时，您要求进程根据安装相应地修改 include 路径。然后，编译代码：
bash-4.1$  g++ ipc1.cpp –I../boost_1_45_0

创建共享内存对象
我们先从传统的 "Hello World!" 程序开始。有两个进程：第一个进程把字符串 "Hello World!" 写入内存，另一个进程读取并显示此字符串。像清单 2 这样创建共享内存对象。

清单 2. 创建共享内存对象

#include

int main(int argc, char* argv[ ])
{
    using namespace using boost::interprocess;
    try {
    // creating our first shared memory object.
    shared_memory_object sharedmem1 (create_only, "Hello", read_write);

    // setting the size of the shared memory
    sharedmem1.truncate (256);

    // … more code follows
    } catch (interprocess_exception& e) {
    // .. .  clean up
    }
}

sharedmem1 对象的类型是 shared_memory_object（在 Boost 头文件中声明并定义），它的构造函数有三个参数：
第一个参数 — create_only — 表示要创建这个共享内存对象而且还没有创建它。如果已经存在同名的共享对象，就会抛出异常。对于希望访问已经创建的共享内存的进程，第一个参数应该是 open_only。
第二个参数 — Hello — 是共享内存区域的名称。另一个进程将使用这个名称访问这个共享内存。
第三个参数 — read_write — 是共享内存对象的访问指示符。因为这个进程要修改共享内存对象的内容，所以使用 read_write。只从共享内存读取数据的进程使用 read_only 指示符。
truncate 方法以字节为单位设置共享内存的大小。最好把代码放在 try-catch 块中。例如，如果无法创建共享内存对象，就抛出类型为 boost::interprocess_exception 的异常。
使用共享内存对象写数据
使用共享内存对象的进程必须在自己的地址空间中映射对象。使用在头文件 mapped_region.hpp 中声明并定义的 mapped_region 类执行映射。使用 mapped_region 的另一个好处是可以对共享内存对象进行完全和部分访问。清单 3 演示如何使用 mapped_region。

清单 3. 使用 mapped_region 访问共享内存对象

#include
#include

int main(int argc, char* argv[ ])
{
    using namespace boost::interprocess;
    try {
    // creating our first shared memory object.
    shared_memory_object sharedmem1 (create_only, "Hello", read_write);

    // setting the size of the shared memory
    sharedmem1.truncate (256);

   // map the shared memory to current process
   mapped_region mmap (sharedmem1, 256);

    // access the mapped region using get_address
    std::strcpy(static_cast(region.get_address()), "Hello World!\n");

    } catch (interprocess_exception& e) {
    // .. .  clean up
    }
}

就这么简单。现在已经创建了您自己的 mapped_region 对象并使用 get_address 方法访问了它。执行了 static_cast，因为 get_address 返回一个 void*。
当主进程退出时共享内存会怎么样？
当主进程退出时，并不删除共享内存。要想删除共享内存，需要调用 shared_memory_object::remove。第二个进程的访问机制也很简单：清单 4 证明了这一点。

清单 4. 从第二个进程访问共享内存对象

#include
#include
#include
#include
#include

int main(int argc, char *argv[ ])
{
      using namespace boost::interprocess;
      try {
      // opening an existing shared memory object
      shared_memory_object sharedmem2 (open_only, "Hello", read_only);

      // map shared memory object in current address space
      mapped_region mmap (sharedmem2, read_only);

      // need to type-cast since get_address returns void*
      char *str1 = static_cast (mmap.get_address());
      std::cout << str1 << std::endl;
      } catch (interprocess_exception& e) {
          std::cout << e.what( ) << std::endl;
      }
      return 0;
}

在清单 4 中，使用 open_only 和 read_only 属性创建共享内存对象。如果无法找到这个共享内存对象，就会抛出异常。现在，构建并运行清单 3 和清单 4 中的代码。应该会在终端上看到 "Hello World!"。
接下来，在第二个进程的代码（清单 4）中 std::cout 后面添加以下代码并重新构建代码：
// std::cout code here
shared_memory_object::remove("Hello");
// } catch(interprocess_exception& e) {

连续执行代码两次，第二次执行会显示 "No such file or directory"，这证明共享内存已经被删除了。
回页首
使用消息队列实现进程间通信
现在，研究另一种流行的进程间通信机制：消息队列。每个参与通信的进程都可以在队列中添加消息和从队列读取消息。消息队列具有以下性质：
它有名称，进程使用名称访问它。
在创建队列时，用户必须指定队列的最大长度和一个消息的最大大小。
队列是持久的，这意味着当创建它的进程死亡之后它仍然留在内存中。可以通过显式地调用 boost::interprocess::message_queue::remove 删除队列。
在清单 5 所示的代码片段中，进程创建了一个可包含 20 个整数的消息队列。

清单 5. 创建一个可包含 20 个整数的消息队列

#include
#include

int main(int argc, char* argv[ ])
{
    using namespace boost::interprocess;
    try {
      // creating a message queue
      message_queue mq (create_only,   // only create
                                       "mq",              // name
                                        20,                 //max message count
                                        sizeof(int)      //max message size
                                        );
       // … more code follows
    } catch (interprocess_exception& e) {
       std::cout << e.what( ) << std::endl;
    }
}

注意传递给 message_queue 的构造函数的 create_only 属性。与共享内存对象相似，对于以只读方式打开消息队列，应该把 open_only 属性传递给构造函数。
发送和接收数据
在发送方，使用队列的 send 方法添加数据。send 方法有三个输入参数：原始数据的指针 (void*)、数据的大小和优先级。目前，以相同的优先级发送所有数据。清单 6 给出代码。

清单 6. 向队列发送消息

#include
#include

int main(int argc, char* argv[ ])
{
    using namespace boost::interprocess;
    try {
      // creating a message queue
      message_queue mq (create_only,   // only create
                                       "mq",              // name
                                        20,                 //max message count
                                        sizeof(int)      //max message size
                                        );
      // now send the messages to the queue
      for (int i=0; i<20; ++i)
        mq.send(&i, sizeof(int), 0); // the 3rd argument is the priority
    } catch (interprocess_exception& e) {
        std::cout << e.what( ) << std::endl;
    }
}

在接收方，使用 open_only 属性创建队列。通过调用 message_queue 类的 receive 方法从队列获取消息。清单 7 给出 receive 的方法签名。

清单 7. message_queue::receive 的方法签名

void receive (void *buffer,
                      std::size_t buffer_size,
                      std::size_t &recvd_size,
                      unsigned int &priority
                     );

我们来仔细看一下。第一个参数是从队列接收的数据将被存储到的位置。第二个参数是接收的数据的预期大小。第三个参数是接收的数据的实际大小。第四个参数是接收的消息的优先级。显然，如果在执行程序期间第二个和第三个参数不相等，就是出现错误了。清单 8 给出接收者进程的代码。

清单 8. 从消息队列接收消息

#include
#include

int main(int argc, char* argv[ ])
{
    using namespace boost::interprocess;
    try {
      // opening the message queue whose name is mq
      message_queue mq (open_only,     // only open
                                       "mq"               // name
                                        );
      size_t recvd_size;
      unsigned int priority;

      // now send the messages to the queue
      for (int i=0; i<20; ++i) {
        int buffer;
        mq.receive ((void*) &buffer, sizeof(int), recvd_size, priority);
        if (recvd_size != sizeof(int))
            ; // do the error handling
        std::cout << buffer << " " << recvd_size << " " << priority;
      }
    } catch (interprocess_exception& e) {
        std::cout << e.what( ) << std::endl;
    }
}

这相当简单。注意，仍然没有从内存中删除消息队列；与共享内存对象一样，这个队列是持久的。要想删除队列，应该在使用完队列之后添加以下行：
message_queue::remove("mq"); // remove the queue using its name

消息优先级
在发送方，做清单 9 所示的修改。接收方代码不需要修改。

清单 9. 修改消息的优先级

      message_queue::remove("mq"); // remove the old queue
      message_queue mq (…); // create as before
      for (int i=0; i<20; ++i)
        mq.send(&i, sizeof(int), i%2); // 第 3 个参数为消息的优先级
      // … rest as usual

再次运行代码时，应该会看到清单 10 所示的输出。

清单 10. 在接收进程中看到的输出

1 4 1
3 4 1
5 4 1
7 4 1
9 4 1
11 4 1
13 4 1
15 4 1
17 4 1
19 4 1
0 4 0
2 4 0
4 4 0
6 4 0
8 4 0
10 4 0
12 4 0
14 4 0
16 4 0
18 4 0

清单 10 证实，第二个进程优先接收优先级高的消息。
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同步对文件的访问
共享内存和消息队列很不错，但是文件 I/O 也是重要的进程间通信工具。对并发进程用于通信的文件访问进行同步并非易事，但是 Boost IPC 库提供的文件锁功能让同步变得简单了。在进一步解释之前，来看一下清单 11，了解 file_lock 对象是如何工作的。

清单 11. 使用 file_lock 对象同步文件访问

#include
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boost多线程库使用指南

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