一切像霧像雨又像風(fēng)
作者:CppExplore 網(wǎng)址:http://www.shnenglu.com/CppExplore/《技術(shù)系列綜述(一)》介紹了網(wǎng)絡(luò)層部分。網(wǎng)絡(luò)層基本都是多路復(fù)用函數(shù)作為運(yùn)行的主線程,使用管道或者sockpair與之通訊,這是網(wǎng)絡(luò)層線程的固有特點(diǎn),和業(yè)務(wù)線程的呈現(xiàn)方式完全不同。經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層以后,數(shù)據(jù)開始流向業(yè)務(wù)線程,現(xiàn)在就順著數(shù)據(jù)流向往上看。一 業(yè)務(wù)線程《技術(shù)系列之 線程(一)》有對(duì)線程的一個(gè)入門描述,里面的消息隊(duì)列只是示例,真實(shí)可用的可以看《技術(shù)系列之 線程(二)》。(1)業(yè)務(wù)線程的劃分在業(yè)務(wù)層面,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)仍然是服務(wù)器程序的核心。整理出業(yè)務(wù)需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),據(jù)此劃分線程,保證每個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都在它所屬的線程中被修改。如果其它線程想修改該結(jié)構(gòu),則需要向本線程發(fā)送消息,由本線程修改。當(dāng)然這只是理想情況,有時(shí)候處于性能的需要或者和網(wǎng)絡(luò)層的交互,需要跨線程訪問其它線程的數(shù)據(jù),此時(shí)則需要加鎖,這也是線程間交互陷入混亂的一個(gè)開端,這種情況要限制在一個(gè)很小可控的范圍內(nèi)。(2)帶消息隊(duì)列的線程實(shí)現(xiàn)OA/CRM/WorkFlow的系統(tǒng)的關(guān)鍵在于業(yè)務(wù)的整理、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)。而網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器不同,服務(wù)器的業(yè)務(wù)相對(duì)清晰,相關(guān)性強(qiáng),它設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)模型的整理、線程的劃分。可以說線程是服務(wù)器的骨架。這里引入幾乎每個(gè)服務(wù)器都會(huì)有的一個(gè)基礎(chǔ)模塊:帶消息隊(duì)列的線程類。《技術(shù)系列之 線程(二)》實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的線程消息隊(duì)列。在該消息隊(duì)列基礎(chǔ)之上進(jìn)一步封裝,實(shí)現(xiàn)帶消息隊(duì)列的線程類。該類的靜態(tài)類圖如下:ThreadQueue參見《技術(shù)系列之 線程(二)》。start方法中參數(shù)默認(rèn)為1,大于1則是線程池的實(shí)現(xiàn),里面以線程的方式啟動(dòng)run函數(shù),線程號(hào)存入vector,供停止時(shí)用。putq方法在其它線程中調(diào)用,向該線程發(fā)送消息,run方法中循環(huán)調(diào)用getq獲取消息,調(diào)用deal_msg處理。實(shí)際的業(yè)務(wù)線程只需要繼承該類即可成為帶消息隊(duì)列的線程。(3)監(jiān)控線程基于上面這個(gè)基礎(chǔ)模塊,可以進(jìn)一步開發(fā)監(jiān)控線程,監(jiān)控線程定時(shí)向各個(gè)線程發(fā)送心跳消息,各普通線程收到心跳信息后向監(jiān)控線程回復(fù),如果某個(gè)線程在一定時(shí)間內(nèi)沒有回復(fù)心跳,則可以采取進(jìn)一步的修復(fù)處理。該方案可以作為系統(tǒng)安全的一個(gè)備選方案。以上思想同樣適用于嵌入式平臺(tái),很多嵌入式平臺(tái)使用多進(jìn)程協(xié)同處理消息,進(jìn)程之間使用共享內(nèi)存或者系統(tǒng)消息隊(duì)列通訊,思想大同小異,并且同樣可以設(shè)計(jì)監(jiān)控進(jìn)程。二 消息映射(1)消息定義以及處理示例有了線程消息隊(duì)列,也有就有消息傳遞,接下來就是業(yè)務(wù)線程獲取到消息處理消息。一個(gè)業(yè)務(wù)線程可能要處理多種消息,為區(qū)分不同的消息,引入消息類型。如下:
(2)從代碼熵引入查表法這里引入“代碼熵”的概念,用于描述代碼的混亂程度。每千行代碼中,出現(xiàn)一個(gè)“else”,代碼熵加1,出現(xiàn)一個(gè)“case”,代碼熵也加1。如果1k行代碼的熵大于7,我們就認(rèn)為這個(gè)代碼已經(jīng)開始變的混亂了。因此當(dāng)消息類型不多的時(shí)候,使用case是個(gè)不錯(cuò)的選擇,當(dāng)處理的消息大于7個(gè)并且有擴(kuò)充趨勢(shì)的時(shí)候,我們就要想另外的辦法來代替這種switch...case...的寫法。消除else和case最直接的想法是查表法,使用數(shù)組下標(biāo)標(biāo)記消息類型,數(shù)組保存消息處理方法指針。這里不使用map,查詢需要o(lgn)不如數(shù)組來的直接,另外設(shè)計(jì)期間就已明確知道消息的類型以及對(duì)應(yīng)的處理函數(shù),不需要?jiǎng)討B(tài)增減,也不需要使用vector,直接簡(jiǎn)單的方法就是定義一個(gè)static的數(shù)組表。(3)消息映射直接的數(shù)組展現(xiàn)方式不攜帶語(yǔ)義,展現(xiàn)方式不直觀,維護(hù)和擴(kuò)充都讓人頭大。這里可用借助宏包裹數(shù)組,提供可讀的展現(xiàn)方式,如下:
如果你熟悉MFC,一定很熟悉這種消息映射的定義方式。這種消息映射的定義方式,從可維護(hù)、可讀方面比直接的數(shù)組更進(jìn)了一步。宏BEGIN_MESSAGE_MAP、ON_MESSAGE的實(shí)現(xiàn)方式不再詳寫,如果讀者實(shí)在想象不出來,可以參見《技術(shù)系列之 狀態(tài)機(jī)(一)》中的狀態(tài)機(jī)映射宏的定義方式。使用的時(shí)候在deal_msg中直接根據(jù)消息類型找到數(shù)組中的消息處理函數(shù)進(jìn)行處理,如果你認(rèn)為這樣暴露了消息映射背后的數(shù)組結(jié)構(gòu),可以把這個(gè)尋找消息處理函數(shù)的工作也封裝到基類IMsgThread中。(4)成員函數(shù)委托上面的消息映射宏展開后實(shí)際是一個(gè)靜態(tài)數(shù)組,而方法do_msg_type_1_/do_msg_type_2_也必須是類的靜態(tài)成員函數(shù)(普通類成員函數(shù)指針不能轉(zhuǎn)化為普通函數(shù)指針)。通過類的靜態(tài)成員函數(shù)訪問類的非靜態(tài)屬性或者方法如下:在消息中攜帶該類指針handler,處理方法中取到handler指針轉(zhuǎn)換類型,通過指針操作。當(dāng)代碼中充斥大量通過靜態(tài)成員函數(shù)訪問對(duì)象私有屬性的時(shí)候,這無疑是一種丑陋的寫法(事實(shí)并沒有這么嚴(yán)重)。這里就該boost::function,boost::bind出場(chǎng)了。如果你喜歡,也可以直接寫模版實(shí)現(xiàn)。也可以參見csdn文章《成員函數(shù)指針與高性能的C++委托》(5)題外話1、統(tǒng)一的展現(xiàn)方式。不僅變量的命名需要統(tǒng)一規(guī)范,方法的調(diào)用邏輯同樣需要統(tǒng)一,這可以幫助你明確程序中數(shù)據(jù)的流向以及保證程序持續(xù)的擴(kuò)充、維護(hù)。相對(duì)于簡(jiǎn)單的命名規(guī)范,方法調(diào)用邏輯的統(tǒng)一更為重要。以線程類舉例說2點(diǎn)(1)其它線程類不能直接調(diào)用其它線程的putq方法向?qū)?yīng)線程發(fā)送消息。正確的做法是調(diào)用對(duì)應(yīng)線程類的方法,由該方法負(fù)責(zé)向本線程發(fā)送消息。(2)發(fā)送消息的方法/處理消息的方法職責(zé)要明確、命名要統(tǒng)一。發(fā)送消息的方法負(fù)責(zé)把方法參數(shù)轉(zhuǎn)化為消息內(nèi)容,調(diào)用putq發(fā)送消息,該方法不得操作本類的任何私有屬性。處理消息的方法負(fù)責(zé)對(duì)消息做出處理、響應(yīng)。命名方面,比如發(fā)送消息的方法可以以O(shè)N_開頭,處理消息的方法可以以DO_開頭。這些規(guī)范不應(yīng)該只是規(guī)范,而應(yīng)該是發(fā)自內(nèi)心的需要。當(dāng)然沒有什么規(guī)范是必須的,你仍然可以使用你喜歡的或者認(rèn)為可行的方式,如果你的方法在程序1w行、10w行、50w行的時(shí)候,仍能清晰表現(xiàn)程序的數(shù)據(jù)流向,仍有很好的可維護(hù)性、可擴(kuò)充性。2、開發(fā)領(lǐng)域的烙印。不多說了。一句話:重要的是思想,不是平臺(tái)和語(yǔ)言。
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