POCO C++库学习和分析 -- 线程 (一)

POCO C++库学习和分析 --  线程 （一）

 

         线程是程序设计中用的非常多的技术，在UI设计，网络通讯设计中广泛使用。在POCO库中，线程模块可以分成6个部分去理解。锁（Lock），线程（Thread），主动对象（ActiveObject），线程池（ThreadPool）, 定时器(Timer)。下面对它们分别介绍。

 

1．  数据保护-锁

        线程是并行计算中比较复杂的技术之一，使用线程去设计问题时，在获取并行的好处时，也产生了racecondition的问题。锁的存在就是为了解决该问题。

POCO库封装了常见的几种锁，Mutex，Semaphore，Event，Scopelock，ReadWriteLock。类图分别如下：

        Mutex

        Semaphore

        Event

        ReadWriteLock

         类图非常的简单。就不再多说了，有兴趣的朋友可以自己去看。对于不同平台， POCO基本上选择了比较好的实现方式。比如在Mutex的实现时，Window上用的是criticalsection而非mutex。

2．  线程

        POCO对不同操作系统的线程进行了分装，使其变成了一个对象。下面是其的类图：

         熟悉JAVA的朋友一定会很开心，这不就是JAVA中使用线程的两种形式之一吗。所有的业务逻辑全部在Runnable中。Thread类只负责开始(Start)和停止(Join)两个动作。

         来看一下Thread的实现，在C++中底层API (windows下 _beginthreadex, linux下pthread_create)创建线程时必须要求入口函数是个全局或者静态函数，这要求业务具有唯一性。而事实上不同的线程就是为了完成不同业务的，不同对象对应不同线程。那变化时如何被封装至Thread类中呢。答案在下面。

void ThreadImpl::createImpl(Entry ent, void* pData)
{
#if defined(_DLL)
	_thread = CreateThread(NULL, _stackSize, ent, pData, 0, &_threadId);
#else
	unsigned threadId;
	_thread = (HANDLE) _beginthreadex(NULL, _stackSize, ent, this, 0, &threadId);
	_threadId = static_cast(threadId);
#endif
	if (!_thread)
		throw SystemException("cannot create thread");
	if (_prio != PRIO_NORMAL_IMPL && !SetThreadPriority(_thread, _prio))
		throw SystemException("cannot set thread priority");
}

#if defined(_DLL)
DWORD WINAPI ThreadImpl::callableEntry(LPVOID pThread)
#else
unsigned __stdcall ThreadImpl::callableEntry(void* pThread)
#endif
{
	_currentThreadHolder.set(reinterpret_cast(pThread));
#if defined(_DEBUG) && defined(POCO_WIN32_DEBUGGER_THREAD_NAMES)
	setThreadName(-1, reinterpret_cast(pThread)->getName().c_str());
#endif
	try
	{
		ThreadImpl* pTI = reinterpret_cast(pThread);
		pTI->_callbackTarget.callback(pTI->_callbackTarget.pData);
	}
	catch (Exception& exc)
	{
		ErrorHandler::handle(exc);
	}
	catch (std::exception& exc)
	{
		ErrorHandler::handle(exc);
	}
	catch (...)
	{
		ErrorHandler::handle();
	}
	return 0;
}

在ThreadImpl::createImpl(Entry ent, void* pData)函数中创建线程时beginthreadex带入了this指针，也就是线程对象本身。

_thread = (HANDLE) _beginthreadex(NULL, _stackSize, ent, this, 0, &threadId);

线程对象本身存在一个结构体CallbackData，其中callback指向了真实的业务路口。不同线程对象在初始化时，会被赋值不同的业务入口函数。

而在静态函数callableEntry中，通过调用this指针可以运行真正的业务函数。

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

最后用一段代码实例来结束吧

#include "Poco/Thread.h"
#include "Poco/Runnable.h"
#include 
class HelloRunnable: public Poco::Runnable
{
       virtual void run()
       {
            std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
       }
};
int main(int argc, char** argv)
{
       HelloRunnable runnable;
       Poco::Thread thread;
       thread.start(runnable);
       thread.join();
       return 0;
}

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