Linux环境高级编程

Linux环境高级编程

李林

电子科技大学软件学院

第三讲线程的封装

李林

电子科技大学软件学院

・线程的基本概念

・线程的创建与终止II

・线程创建的封装111

.线程的同步

-线程创建的再封装

■Windows消息在Linux的重现

第二讲线程的封装

.线程的基本概念1111

・线程的创建与终止111

・线程创建的封装1,11

.线程的同步IIIII

-线程创建的再封装

■Windows消息在Linux的重现

—线程的概念_________

■进程的所有信息对该进程的所有线程都是

共享的，包括可执行的程序文本、程序的

I全局内存、堆内存、文件描述符等

■线程独有的：线程ID、寄存器值、栈、信

.号屏蔽字、errno值、线程私有数据

■典型的UNIX进程，可以看成是只有一个线

程的进程

5

—线程的概念_________

■同进程一样，每个线程也有一个线程ID

■进程ID在整个系统中是唯一的，但线程ID

不同，线程ID只在它所属的进程环境中有

।效一।।।।।।।।।

■线程ID的类型是pthread_t,在Linux中的定

义：

A在/usr/include/bits/pthreadtypes.h中

>typedefunsignedlongintpthread_t；

6

■pthread_self函数可以使调用线程获取自己

的线程后...........................

■函数原型IIIIIIII

#include<pthread.h>

pthread_tpthread_self();

■返回调用线程的线程ID

7

—线程的概念_________

■Linux中使用整型表示线程ID,而其他系统

则不一定

■FreeBSD5.2.1>MacOSX10.3用一个指

向pthread结构的指针来表示pthread_t类型。

■为了移植性，在比较两个线程ID是否相同

时，可以使用pthread_equal函数

8

pthreadequal^S

■该函数用于比较两个线程ID是否相同

■函数原型.....................11

#include<pthread.h>

intpthread_equal(pthread_ttid1,pthread_ttid2);

■若相等则返回非0值，否则返回0

9

・线程的基本概念

・线程的创建与终止11

・线程创建的封装111

.线程的同步

-线程创建的再封装

■Windows消息在Linux的重现

线程的创建与终止

■pthread_create函数

■pthread_exit函数

■pthread_join函数

■pthread_cancel函数

■pthread_detach函数

11

线程的创建与终止

■pthread_create函数

■pthread_exit函数

■pthread_join函数

■pthread_cancel函数

■pthread_detach函数

12

一线程的创建

■pthread_create函数用于创建一个线程

■函数原M..................................................

#include<pthread.h>

intpthread_create(pthread_t*restricttidp,

constpthread_attr_t*restrictattr,

void*(*start_rtn)(void*),

void*restrictarg);

■参数与返回值

>tidp：当pthread_create成功返回时，该函数将线程ID

存储在tidp指向的内存区域中

13

rest,jet关键字________

■restrict关键字C99标准引入的,

,.只能用于限定指针..................

B表明指针是访问一个数据对象的唯一且初始

的方式

resjcj;关键字________

intar[10];

int*restrictrestar=(int*)malloc(10*sizeof(int));

int*par=ar;

for(intn=0;n<10;n++){、

par[n]+=5;A

.restar[n]+=5;।'int*pnew=restar;

HB]i[[\_______________________?

ar[n]*=2;

par[n]+=3;

restar[n]+=3;

}

resjcj;关键字________

intar[10];

int*restrictrestar=(jnt*)malloc(10*sizeof(int));

int*par=ar;

for(intn=0;n<10;n++){/

par[n]+=5;~~/-------------\

『estar[n]+=5;：:[int*吵(restar;

ar[n]*=2;/

par[n]+=3;

restar[n]+=3;

re&±rjet关键字

intar[10];

int*restrictrestar=(int*)malloc(1O*sizeof(int));

int*par=ar;

for(intn=0;n<10;n++){

par[n]+=5;

对restar的操作进行优化,

restar[n]+=8

restar[n]+=5;

无法对par的操作优化

Lr[n]*=2;]

par[n]+=8

I什么是编译单元？

par[n]+=3;

restar[n]+=3;

}

pthreadcrgate函数

■参数与返回值11111

0>attr：用于定制各种不同的线程属性，将在后

面部分讨论。通常可设为NULL,采用默认线

J呈扈性

>start_rtn：线程的入口函数，即新创建的线程

从该函数开始执行。该函数只有一个参数，即

arg,返回一个指针

>arg：作为start_rtn的第一个参数

A成功返回0,出错时返回各种错误码

18

线程的创建_________

■示例3.1

>编译：#g++test.cpp-Ipthread

»程序3.1没有任何输出。其原因在于主线程先

!!步新创建的线程退出।।।।।

*A什么是主线程？

■示例3.2

»如何能够等待线程的结束？pthreadjoin

19

线程的创建与终止

■pthread_create函数

■pthread_exit函数

■pthread_join函数

■pthread_cancel函数

■pthread_detach函数

20

一线程的终止

■单个线程的三种退出方式

A线程从启动例程中返回，返回值是线程的退出

II码IIIIIIIIII

।»线程被同一进程中的其他线程取消j।

＞线程调用pthread_exit函数

21

pthreadexit函数

■该函数让线程退出1,1

#include<pthread.h>

voidpthread_exit(void*rval_ptr);

■参数

>rval_ptr：与线程的启动函数类似，该指针将

传递给pthread_join函数

22

线程的创建与终止

■pthread_create函数

■pthread_exit函数

■pthread_join函数

■pthread_cancel函数

■pthread_detach函数

23

=pjiirgadioin函数

■该函数用芋等,待某个线程终止1I

■函数原型.............................

#include<pthread.h>

intpthreadjoin(pthread_tthread,

void**rval_ptr);

■调用该函数的线程将一直阻塞，直到指定

的线程调用pthread_exit、从启动例程中返

回、被取消

24

PihjrgadJoin函数

intpthreadjoin(pthread_tthread,void**rval_ptr);

■返回值与参数

।A成功返回0,否则返回错误编号।||[]

>thread：需要等待的线程ID

>rval_ptr：

3■若线程从启动例程返回，rval_ptr将包含返回码1

■若线程由于pthread_exit终止，rval_ptr即pthread_exit的参数

■若线程被取消，由rval_pt「指定的内存单元就置为

PTHREAD_CANCELED

■若不关心线程返回值，可将该参数设置为NULL

25

PihjrgadJoin函数

■为什么pthread_join的第二个参数类型是指

针的指针？

I»指针的指针基本原理？传值与传指针的区别？

,>pthread_exit的一个目标是，把一个指针传递

给pthread」oin函数

Apthread」oin函数的思路是：通过参数的返回

值，将该指针值返回给pthread_join的调用者

»示州3.31।।।।।।।।

>示例3.4

26

线程的创建与终止

■pthread_create函数

■pthread_exit函数

■pthread_join函数

■pthread_cancel函数

■pthread_detach函数

27

□threadcancel函数

■线程调用该函数可以取消同一进程中的其

他线程，即让线程终止

■函数原型IIIIIIII

#include<pthread.h>

intpthread_cancel(pthread_ttid);

■参数与返回值

>tid：需要取消的线程ID

A成功返回0,出错返回错误编号

28

□threadcancel函数

■在默认情况下，pthread_cancel函数会使

得线程ID等于tid的线程，如同其调用了参

数为PTHREAD_CANCELED的

pthread_exit（示例3.5）

；■线程可以选择忽略取消方式或者控制取消

方式，将在后面讨论

■pthread_cancel并不等待线程终止，它仅

仅是提由请求

29

线程的创建与终止

■pthread_create函数

■pthread_exit函数

■pthread_join函数

■pthread_cancel函数

■pthread_detach函数

30

pthreaddetach函数

■在默认情况下，线程的终止状态会保存到

对该线程调用pthread_join

■若线程已经处于分离状态，线程的底层存

储资源可以在线程终止时立即被收回

■当线程被分离时，并不能用pthread_join函

数等待它的终止状态，止匕时pthread_join返

回EINVAL

■pthread_detach函数可以使线程进入分离

状态一

31

pthreaddetach函数

■函数原型I11,111♦

#include<pthread.h>

intpthread_detach(pthread_ttid);

■参数与返面值一

>tid：进入分离状态的线程的ID

A成功返回0,出错返回错误编号

■示例3.6

■若pthread_join比pthread_detach先调用,

也能获取到退出信息一

32

线程的创建与终止

■pthread_create函数

■pthread_exit函数

■pthread_join函数

■pthread_cancel函数

■pthread_detach函数

33

・线程的基本概念

・线程的创建与终止II

・线程创建的封装111

・线程的同步

-线程创建的再封装

■Windows消息在Linux的重现

线程创建的封装

■基于对象的封装

■面向对象的封装111

■基于模板的面向对象的封装

■基于接口的封装I11

■基于模板的面向方面的封装

■基于接口的再封装

基本对象的封装

■每次调用pthread_create很繁琐，能否简化

线程的创建工作......................

■示例3.7

>为什么使用static函数？................

|»为什么需要传递this指针？

>StartFunctionOfThread是private的,为什么能

司1够被调用？11,11,11

?A能否封装变化点？IIIIIII

36

面向对象的封装

■示例3.8

°X为什么析构是虚的？........................

।》能否封装变化点？............................

।»耦合度如何？।.........................

;下A如何理解继承关系耦合度高？

»耦合于接口、耦合于实现

*.♦■在3.8中，只能通过创建线程的方式执行业务逻辑

■若现在需要通过创建进程的方式执行业务逻辑，该

怎么办

基于模板的面向对象的封装

■示例3.9

A基于模板的静态多态................

＞关键在于理清模板参数的演绎过程

基于接口的封装

■不同的线程，通常处理不同的事情，即业

务功能.......................

■如何对此变化点（执行不同业务功能）进

行封装

■示例3.10

■实现了线程具体业务功能的装配

接口的封装

■目前是以创建线程的方式执行业务功能，

如果需要创建进程的方式执行业务功能，

又当如何？

■如何对此变化点（创建不同的执行体）进

行封装？

■示例3.11

r实现了执行体的装配、业务功能的装配

■本课程的执行体创建模型，以3.11为基础

，但后续还有更多的改造

基于接口的封装

■基于接口的编程模式，更有利于装配

A在不改变处理类源代码的情况下，可以自由组

合

A继承是一种紧耦合的关系

.%■耦合于实现

■耦合于接口

»而基于接口的编程模式，仅耦合于接口

41

基于模板的面向方面的封装

■示例332...........................I

■为什么需要CLTypeSaver?

■为什么CLThread没有类模板参数？।।।

■当需要扩展时，即创建不同类型执行体，执行不

.同业务逻辑时，只需要新增加基类而不是派生类

■每个模板参数，即基类，代表一个方面।।

■创建线程还是进程，执行何种业务逻辑，甚至协

调器本身均可以装配

基于接口的再封装

■在3.10示例中，做到了不同执行体、不同

业务逻辑的装配，能否像3.12,做到协调

器的装配।..................

■创建完执行体之后，是否可以不立即执行

业务逻辑，这个流程能装配吗？

■示例3.13

・线程的基本概念

・线程的创建与终止II

・线程创建的封装111

.线程的同步

-线程创建的再封装

■Windows消息在Linux的重现

一线程的同步

■缓程向步加赧念.................I

、互斥量.............................

、读写锁.............................

■条件变量

45

线程同步的概念

，为什么需萋同'步.............I

A对同一个存储单元，至少存在两个执行体，其

一读该单元，另一写该单元，则需要同步，避

免不一致性

A在处理器架构中，对内存单元的修改，可能需

要多个总线周期，因此读操作和写操作有可能

交织在一起

46

线程同步的概念

■假设读操作需要

ThreadAThreadB

一个总线周期

■写操作需要两个read

总线周期

write3

■线程B和线程A冲time

突

write,

47

解决上述问题的方法

■使用锁，以保证共享ThreadAThreadB

存储一次只能被一个read

线程访问III

■说明获取、释放锁的

过程

read

48

线程同步的概念

ThreadAThreadBContentsofi

■通常，对一个存储

fetchiintoregister

单元的访问，要经5

(registet-5)

历三个步骤

incrementthe

contentsoffetchiintoregister

＞将内存单元中的数5

theregister(register=5)

据，读入寄存器(register=6)

time

A对寄存器中的值进storethecontentsincrementthe

oftheregistercontentsof

6

行运算intoitheregister

(rcgister^6)(register06)

»将寄存器中的值，

storethecontents

写回内存单元oftheregister

intoi

■无锁时的情况(register=6)

49

线程同步的概念

■单线程的程序，需要对存储同步访问吗?

■若需要，能用锁的机制吗？

50

线程同步

■线程同步的概念

■互斥量II

■读写锁II

■条件变量

51

____________互斥量

■可以通过使用pthread的互斥接口保护数据,

1确保同一时间里只有q个线程访问数据I

■互斥量mutex,本质上就是一把锁11

I＞在访问共享资源前，对互斥量进行加锁I

»在访问宛成耳释角互斥量上的四।।I

A对互斥量进行加锁后，任何其他试图再次对互

斥量加锁的线程将会被阻塞，直到锁被释放

52

互斥量的初始化

■互斥量在使用前，必须要对互斥量进行初始

化

,■函数原型................................

#include<pthread.h>

intpthread_mutex_init(pthread_mutex_t*mutex,

constpthread_mutexattr_t*attr);

■参数与返回值一一

>mutex：即互斥量，类型是pthread_mutex_t

1:1注意：mutex必须指向有效而内存区域

53

互斥量的初始化

intpthread_mutex_init(pthread_mutex_t*mutex,

constpthread_mutexattr_t*attr);

■参数与返回值....................I

>attr：设置互斥量的属性，通常可采用默认属性,

即可将attr设为NULL。后面再讨论互斥量的属性

»成功返回0,出错返回错误码

54

互斥量的销毁_________

■互斥量在使用完毕后，必须要对互斥量进行

销毁，以释放资源

,■函数原型.............................

#include<pthread.h>

intpthread_mutex_destroy(

pthread_mutex_t*mutex);

J参数与返回值一".

>mutex：即互斥量

A成功返回0,出错返回错误码

55

互斥量的加锁和解锁操作

■在对共享资源访问之前和访问之后，需要对

互斥量进行加锁和解锁操作

■「函数原型IIIIIIIII

#include<pthread.h>

intpthread_mutexjock(pthread_mutex_t*mutex);

Intpthread_mutex_unIock(

pthread_mutex_t*mutex);

■回忆锁的语义

56

尝试锁

■当使用pthread_mutex_lock时，若已被加锁，则

调用线程将被防塞。看殳有办法让线程不阻塞，

即实现非阻塞的语义।।।।।।

■函数景型1........................

#include<pthread.h>

intpthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t*mutex);

・调用该函数时，若互斥量未加锁，则锁住该互斥

量，返回0；若互斥量已加锁，则函数直接返回

失败，即EBUSY

57

互斥量的操作顺序

■定义一个互斥量pthread_mutex_t

■调用pthread_mutexjnit初始化互斥量

■调用pthread_mutex_lock或者

pthread_mutex_tryplock对互斥量进行力口锁

慧操作I',"!1,।,,,

■调用pthread_mutex_unlock对互斥量解锁

・调用pthread_mutex_destroy车肖毁互斥量

■示例3.14（在示例3.11基础之上）

58

CLLOQ的改进

■2.27示例中，CLLog的实现不是线程安全

।的................................

।X写文件时的不安全।।।।।

＞创建CLLog唯一对象时的不安全

a-示例3.25（在2.27基础之上）（（

解决了写文件时的不安全问题,1

■示例3.26（在3.25基础之上）

＞保证了多线程环境下只会创建一个对象

CLLOQ的改进________

■示例3.26存在的问题1111

ACLLog类型的对象只会被创建一次，其后都将

是读操作

1A但每次读都需要加锁、解锁，效率不高।

mA能否让后续的读操作，不再加锁

■示例427.........................................

"A双检测机制1111,111

>m_pLog为什么是volatile?

volatile变量

■volatile变量：一般在多线程中使用的比较

多

»例如有一个intx,有两个线程都要对其读写

»有些编译器或CPU会将x保存在寄存器中，读

的时候直接读取寄存器中的内容，而不是真实

的x在内存中的内容

A线程1,对X进行加1操作，止匕时内存中X的值为

2

A线程2想读X,结果从寄存器中读出1

»给变量加上volatile,指示程序每次读写变量都

必须从内存中读取，不要进行缓存（寄存器）

互斥量的封装_________

■每次使用互斥量都需要调用pthread_mutexjnit

和pthread_mutex_destroy卤数，能否简化

■示例3.15（在示例3.11基础之上）

互斥量的封装

■获取锁之后，一定要释放锁

■但是有时候锁的释放并不容易被控制1

■示例3.16(在示例3.11基础之上)

।»为什么主线程被阻塞？

»在mutex.Lock()和mutex_Unlock()之间若存在

复杂的函数调用，异常处理又当如何？

A每次访问临界区，都需要显示调用加锁和解锁,

能否简化

63

临界区的封装_________

■示例3.17（在示例3.11基础之上）

■无论是异常退出还是中途调用return退出，

'都能保证解锁।...................

■互斥量的不同范围，能提供不同程度的互

斥

’》类级别的（static的互斥量）

»对象级别的（普通数据成员的互斥量）

线程同步

，庚程向步加赧念111

’・亘斥量..............

■读写锁..............

■条件变量

65

___________________________

■读写锁与互斥量类似，不过读写锁允许更高的并

I行性..................................

■互斥量只有两种状态：锁住、不加锁

■读苛锁三种状态

1＞读模'式下方口锁决态.........................

7写模式下加锁状态....................

I＞不加]锁状申[]][]]I[

■一次只有一个线程可以占有写模式的读写锁、但

多个线程可以同时占用读模式的读写锁

66

________________

■当读写锁是写加锁状态时，解锁之前，所

有试图对这个锁加锁的线程都会被阻塞

■当读写锁是读加锁状态时，所有试图以读

模式对它进行加锁的线程，都可以得到访

问权，但以写模式进行加锁时，它必须阻

塞直到所有的线程释放读锁

■考虑：如何在互斥量的基础之上，实现单

写多读锁？

■示例3.18（在示例3.11基础之上）

67

读写锁API

■与互斥量一样，读写锁在使用之前，必须要初始

化；使用之后，必须要销毁iiii

■函数原型..................................

#include<pthread.h>

intpthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t*rwlock,const

pthread_rwlockattr_t*attr);

intpthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t*rwlock);

■返回值

A成功返回0,否则返回错误编号

68

读写锁API

intpthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t

*rwlock,constpthread_rwlockattr_t*attr);

intpthread_rwlock_destroy(pthread_rwlock_t

*rwlock);

・参数'............................

>rwlock：读写锁

>attr：读写锁属性，若用默认属性，可设置为

NULLo将在后面讨论相关属性

69

pthreadFW!OQK1rdiock函数

■该函数用于锁定读锁1111

■函数原型.............................

#include<pthread.h>

intpthread_rwlock_rdlock(pthread_rwlock_t

*rwlock);

■参数与返回值

>rwlock：读写锁

»成功返回0,否则返回错误编号

70

pjh迨adrwlocj<wrlock函数

■该函数用于锁定写锁1111-

■函数原型.........................

#include<pthread.h>

intpthread_rwlock_wrlock(pthread_rwlock_t

*rwlock);

■参数与返回值

>rwlock：读写锁

»成功返回0,否则返回错误编号

71

□threadrwlockunlock函数

■该函数用于解除读锁或者写锁1'

■函数原型.........................

#include<pthread.h>

intpthread_rwlock_unlock(pthread_rwlock_t

*rwlock);

■参数与返回值

>rwlock：读写锁

»成功返回0,否则返回错误编号

72

一尝试读写锁函数

-该两个函数分别用于尝试获取读锁、写锁.

■函数原型..............................11

#include<pthread.h>

intpthread_rwlock_tryrdlock(pthread_rwlock_t*rwlock);

intpthread_rwlock_trywrlock(pthread_rwlock_t*rwlock);

■参数与返回值IIIIIII!

>rwlock：读写锁

A成功返回0,否则返回错误编号。可以获取锁时，函数

返回0；否则返回错误EBUSY

73

线程同步

，庚程向步加赧念111

’・亘斥量..............

■读写锁..............

■条件变量

74

■现有一需求，线程A先执行某操作后，线程

B才能执行另一操作，该如何实现？

■条件变量与互斥量一起使用时，允许线程

以无竞争的方式等待特定条件的发生

■与互斥量类似，条件变量也需要初始化和

销毁

75

条件变量的初始化和销毁

■函数原型

#include<pthread.h>

intpthread_cond_init(pthread_cond_t*cond,

pthread_condattr_t*attr);

intpthread_cond_destroy(pthread_cond_t*cond);

■参数和返回值।।।।।।।

>cond：条件变量

.>attr：条件变量属性，若为NULL,则使用默认属性

»成功返回0,出错返回错误编号

76

一等待条件的发生

■pthread_cond_wait函数将使调用线程进入阻塞

状态，直到条件为真

■函数原型

#include<pthread.h>

intpthread_cond_wait(pthread_cond_t*cond,

pthread_mutex_t*mutex);

■参数与返回值一一

>cond：条件变量

>mutex：互斥量

A成功返回0,否则返回错误编号

77

一等待条件的发生

■为什么pthread_cond_wait需要互斥量

»在调用pthread_cond_wait前，需要使互斥量

处于锁住状态

＞这样pthread_cond_waitBi数，可以以原子的

方式，将调而线程放到等待条件的线程列表上

■pthread_cond_wait函数的特殊操作

»在线程阻塞前，调用pthread_mutex_unlock

BA在线程唤醒后，调用pthread_mutex_lock।

78

一等待条件的发生

■等待线程的操作顺序1111

»调用pthread_mutex_lock

»调用pthread_cond_wait

»调用pthread_mutex_unlock

79

一使等待的条件为真

■pthread_cond_signal和

pthread_cond_broadcast可以通知等待的线程,

条件已盔满足「j1

■pthread_cond_signal唤醒某一个等待该条件的

「线程r11111111

■pthread_cond_broadcast唤醒等待该条件的所

有线程——

80

—等待条件为真

,■函数原型...........................I

#include<pthread.h>

intpthread_cond_signal(pthread_cond_t*cond);

intpthread_cond_broadcast(pthread_cond_t*);

I-参金专返回值，,,,,,,

>cond：条件变量

A成功返回0,否则返回错误编号

条件变量的封装

■示例3.19（在示例3.11基础之上）

1a为什么主线程陷入阻塞状态而不返回?

＞为什么子线程加入sleep后正常？

82

___________条件变量___________

-上例由错加原I因..............

»子线程调用pthread_cond_signal后，主线程才

调用pthread_cond_wait进入阻塞状态

,A这样，主线程就一直无法被唤醒।

■解决方案

A示例3.20（在示例3.11基础之上）

83

■等待线程

>调用pthread_mutex_lock

>While（判断条件）pthread_cond_wait

■重复检查条件是由于线程可能不是被pthread_cond_signal唤

醒，可能是由信号等唤醒（futex）

>pthread_mutex_unlock

■被等待线程一।।।।।।।

>调用pthread_mutex_lock

.>修改条件।一।7।।।।।।

>调用pthread_mutex_unlock

>调用pthread_mutex_broadcast等

84

___________条件变量___________

■P0SIX.1说明：pthread_cond_broadcast

等函数的调用无需考虑锢用线”是否拥有

锁，并建议在在lock和unlock以外的区域调

।用「用什么？।।।।।।।।

［假设率统|有J线中和।线岸2（（（（

矗A线程1获取mutex,在进行数据处理的时候，线

程2（等待线程）也想获取mutex,但是此时被

线程1所占用，线程2进入休眠，等待mutex被

释放

85

条件变量

A线程1做完数据处理后，调用

pthread_cond_signal唤醒等待队歹U中某个线程,

在本例币也就是线程2。线程1在调用

pthread_mutex_unlocklil,因为系统调度的原

因，线程2获取使用CPU的权利，那么它就想

要开始处理数据，但是在开始处理之前，

mutex必须被获取，线程1正在使用mutex,所

以线程2被迫再次进入休眠

»然后就是线程1执行pthread_mutex_unlock()

后，线程2方能被再次唤醒厂"

»十分低效

86

事件的封装__________

■条件变量的处理比较复杂，需要有flag变量、

1固定的函数调用序列等等।iiii

'能否简化条件变量的使用..............

■封装的思路：iI..................

>Windows的事件机制

:»让一个线程等待某一个事件的发生।।

■示例3.21（在示例3.11基础之上）

>为什么m_Flag是volatile的

87

一线程的同步

■缓程向步加赧念.................I

、互斥量.............................

、读写锁.............................

■条件变量

88

・线程的基本概念

・线程的创建与终止II

・线程创建的封装111

.线程的同步

I线程创建的再封装

■Windows消息在Linux的重现

线程创建的再封装

■一个CLThread类的对象，应该只对应一个

。线程.............................

■用户如果按照如下方式使用，会有什么后

果？

CLThread*p=..................;

p->Run();

p->Run();

线程创建的再封装

■前一次创建的线程，可能无法再被控制。

例如：m_ThreadlD仅为刚创建线程的ID,

调用WsdtForDeath,将无法等待上一个线

程的结束।।।।।।।।

■如何解决，以防止在一个CLThread对象上

,多次调用Run方法？一‘||

■示例3.22（在示例3.11基础之上）

线程创建的再封装

■通常情况下，CLThread类及

CLExecutiveFunctionProvider派生类的对

象，应从堆中分配。为什么不是栈上？

■从堆中分配，就需要显式的释放，能否简

化？能否让类的使用者，只分配对象，而

不用调用delete?

■示例3.23（在示例3.22基础之上）

线程创建的再封装

■在有些情况下，新线程的创建者，可能不

需要等待新线程死亡，即不调用

WaitForDeath

■这样3.23的释放对象方式将失效।।।

■示例3.24（在示例3.23基础之上）

»增加一个标识，让用户指定他是否需要等待新

线程死亡

线程创建的再封装

1

■产生异常的原因在于:111'V

＞新线程在主线程调用WaitForDeath之前就已经退出了

＞甚至有可能在主线程刚调用完pthread_create之后，

就退出了

■解决办法：।।।।।।।।।

＞需要保证在Run方法退出之前，新线程不会死亡

A若用户选择了不等待新线程死亡，则他就不应该再调

fflWaitForDeath

»另外，从语义上讲，Run方法返回前，应保证新线程

确实已经被创建了

A示例3.28（在示例3.24基础之上）

・线程的基本概念

・线程的创建与终止II

・线程创建的封装111

.线程的同步

g线程创建的再封装

■Windows消息在Linux的重现

Windows消息在Linux的重现

■在windows中，进行线程之间的通信十分

简便。Windows系统为每个线程都配备了

二个消息队列..................

■调用PostThreadMessage函数，可以向一

1个线程发送消息।।।।।।

■调用GetMessage函数，可以从消息队列中

获取一个消息

生产者/消费者模型

■消息队列及机制，是一种典型的生产者/消

费者模型应用。

■发送消息的线程（生产者）：将消息投入

到消息队列后，即返回

■消息的接收线程（消费者）：一直处于阻

塞等待状态，直到有线程将消息投入到消

息队列中

■我们的目标：建立一个自定义的消息队列

,以实现同一进程内线程之间的通信

Windows消息在Linux的重现

■梏息的封装111111-

■自定义消息队列的实现1,11

■消息循环机制的封装11111

■创建线程与消息循环的结合III

■简单的名字服务..................

■使用的简化

Windows消息在Linux的重现

■消息的封装.....................♦

■自定义消息队列的实现1,11

■消息循环机制的封装..............

■创建线程与消息循环的结合,11

■简单的名字服务..................

■使用的简化

消息的封装__________

■Windows的线程消息:

BOOLWINAPIPostThreadMessage(

DWORDidThread,

UINTMsg,

WPARAMwParam,

LPARAMIParam

)；

■Windows的消息包含了线程ID,以及两个自定义

参数，不符合面向对象的思想

■需要建立起有关消息的继承体系

消息的继承体系

■示例3.29

■CLMessage是对消息的抽象，仅包含了消

息的ID

■线程之间发送的具体消息，需要从।।

CLMessage派生，并定义属于该消息自己

的参数

Windows消息在Linux的重现

■消息的封装111111-

■自定义消息队列的实现||||

■消息循环机制的封装..............

■创建线程与消息循环的结合111

■简单的名字服务..................

■使用的简化

自定义消息队列的实现

■队列本身采用STL库中的queue类，该类型

的队列能自动增长................

■必须以线程安全的方式，将消息放入到队

列中，然后通知等待的线程消息已到达

■通知的机制可以采用CLEvent类，但3.21

示例中的CLEvent必须改造

■示例3.30

自定义消息队列的实现

■CLMessageQueue的实现

■示例3.31

■在上例中，采用STL的queue实现了消息队

歹U]।।।।।।।।।।

■也可以采用其他方式实现，例如管道、网

络通信、自定义的队列等等

■如何封装这一变化点？它们之间是否有共

通的部分（均为生产者/消费者模型应用）

Windows消息在Linux的重现

■消息的封装111111-

■自定义消息队列的实现||||