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發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫

發(fā)布一個我自己業(yè)余時間編寫的 C++ 多線程庫 for Linux，這個庫只有不到 1000 行源代碼，封裝了 pthreads 的常用功能（互斥器、條件變量、線程），實現(xiàn)了簡單的線程池，并仿照 java concurrent 包編寫了 BlockingQueue 和 CountDownLatch。庫里的每個 class 都提供了使用樣例。

這個庫的內(nèi)容：

整數(shù)的原子操作， AtomicInt32 和 AtomicInt64
線程，Thread
線程池，ThreadPool
互斥器與條件變量， MutexLock，MutexLockGuard 與 Condition
帶調(diào)用棧信息 (stack trace) 的異常基類，Exception
仿 Java concurrent 的 BlockingQueue 和 CountDownLatch
Singleton 與 ThreadLocal

注：我故意沒有提供信號量 Semaphore 的封裝。將來或許會增加讀寫鎖的封裝，如果我在博客中用到的話。

Thread 和 ThreadPool 的接口設(shè)計采用了《以 boost::function 和 boost:bind 取代虛函數(shù)》里提倡的風格，沒有使用繼承和基類。

注意，CurrentThread 有一個 thread local 變量 t_threadName，其作用是在調(diào)試和分析 core dump 時打印線程的名稱，例如：

(gdb) p 'muduo::CurrentThread::t_threadName'
$4 = 0x4057fe "ThreadPool2"

MutexLock，MutexLockGuard 與 Condition 的使用請參考《多線程服務(wù)器的常用編程模型》。

CountDownLatch 的使用樣例見 test/BlockingQueue_test.cc

git 下載地址： http://github.com/chenshuo/recipes

瀏覽源代碼： http://github.com/chenshuo/recipes/tree/master/thread/

這個庫在 Debian Squeeze 和 Ubuntu 10.04 LTS 下編譯測試通過，適用于 x86 和 x86-64 平臺。

posted on 2010-08-21 23:47 陳碩閱讀(9789) 評論(37) 編輯收藏引用

@bslz
雖然是在重復(fù)造輪子，但是輪子不是誰都會制造的，如果自己沒有制造過只知道使用，怎么可以提高。造輪子是一個學習的過程，是一個成長的工作，一個好的程序員都應(yīng)該重復(fù)制造過輪子，只是自己不知道而已。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2010-08-23 10:22 arthurlee

繼續(xù)努力！回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2010-08-23 13:07 匿了

上午看到,想譴責bslz幾句.
剛看了下封裝, 客觀的說, 的確很垃圾, 而且是非常垃圾. 回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2010-08-23 20:55 楊粼波

我就用的POSIX的，用POSIX的還好吧……

LZ雖然封裝得不是很好，不過至少也是一個學習過程。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2010-08-24 07:11 chaogu

@bslz
第一：樓主不傻逼，寫出這東西的不是傻逼能做到的，要不你試試。
第二：樓主也不是沾沾自喜，因為好的程序員就是應(yīng)該這樣，喜歡上編程，并向人展示自己的成果，甚至炫耀都無可厚非。
第三：造輪子不是什么丟人的事情，而且偉大的東西都是從輪子開始的，比如Linux。
第四：造輪子的不是傻逼，罵造輪子的人才傻逼，因為你沒資格。
第五：發(fā)首頁沒有污染視聽一說，園子就是給人撒種子的。
第六：樓主的東西沒有污染視聽，好東西怎么會污染視聽。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2010-08-24 08:30 ccsdu2009

@chaogu
頂回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2010-08-24 22:17 jigsaw

看了下代碼，看起來像c++/c初學者練手的習作。這話難聽，但我自認沒有帶任何成見。樓主應(yīng)該知道我是哪顆蔥吧。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫[未登錄] 2010-08-25 00:11 kk

其他不說了，看到c++程序里面包含<stdio.h>使用一堆printf,sprintf的就煩，喜歡用boost但不喜歡OO又要封裝這封裝那，真不知道博主喜歡c++還是討厭c++。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2010-08-25 08:55 陳碩

@kk
用 snprintf 是為了避免在堆上分配內(nèi)存，ostringstream 則正好相反；在多線程程序里，內(nèi)存分配可能會加鎖，用棧上的緩沖區(qū)能避免無謂的加鎖。
用 fprintf 是因為它是線程安全的，cout/cerr 則相反。cerr << a << b; 是兩次函數(shù)調(diào)用，中間可能會被打斷進行上下文切換，造成輸出內(nèi)容不連續(xù)，插入了其他字符。而 fprintf(stderr, "%s %d", a, b); 是一次函數(shù)調(diào)用，而且是線程安全的，打印的內(nèi)容不會受其他線程影響。
另外我沒有見過誰在產(chǎn)品代碼里用 iostream。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2010-08-25 18:43 大淵獻

看了“chaogu ”的三流學校，專門來拜此貼。發(fā)現(xiàn)其實還是挺和諧的嘛。有人言詞犀利，估計是習慣了吧。

printf我也用，特別在UNICODE下想輸出中文的時候。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2010-08-27 00:57 evoup

@陳碩
受教了！回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2010-08-27 01:44 trueOO

特來參觀此貼^_^
@kk
這方面樓主沒問題的，google的C++編程規(guī)范基本上也不提倡用流
下了代碼仔細看了，說實話樓主別介意啊，也難怪有素質(zhì)修養(yǎng)不高的噴子罵人了。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫[未登錄] 2010-08-29 04:42 楊粼波

boost::function和boost::bind的使用也是有代價的,
所以，在設(shè)計的時候，需要仔細的考量。

vptr雖然也有代價，也不能說一棒子打死的，雖然繼承會產(chǎn)生隱性的耦合，不過在很多場景里面，它是具有它的存在的價值的。

耦合，也并非全然是壞事情。“低耦合”并非是“沒耦合”。
接口，就是創(chuàng)建了一個限制，一個規(guī)則。人類社會中，人類不可能脫離限制，脫離規(guī)則，那么就是一個混亂的世界。同樣，程序的世界也不可能說沒有限制，沒有規(guī)則。

Runnable的設(shè)計實際上是非常合理的設(shè)計，意圖明顯，結(jié)構(gòu)清晰。
在一個復(fù)雜的項目里面，結(jié)構(gòu)清晰，意圖明顯，那真是再好不過的東西了。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2010-08-29 17:55 Tanky Woo

朋友你好：
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打擾之處請見諒。
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# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-06-29 12:25 楊軍

atexit:
按照ISO C的規(guī)定，一個進程可以登記多達32個函數(shù)

Singleton中的析構(gòu)函數(shù)用atexit,是不是有問題啊回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-06-29 13:21 Solstice

@楊軍
一個程序如果用到了30來個Singleton，說明本身有大問題。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-01 19:25 楊軍

@Solstice
大哥，開發(fā)游戲過程中，業(yè)務(wù)邏輯層很容易達到30多個Singleton的，我個人覺得這個atexit函數(shù)可以不要，沒有，交給我們自己來主動銷毀，反而如果多了一個在這里會誤導(dǎo) 回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-01 20:50 Solstice

@楊軍
那就不要用 Singleton，直接用全局對象，在main里初始化不就行了？回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-01 22:13 楊軍

這樣能解決，我查過atexit知道還好，就怕團隊的其他人用錯Singleton，所以我的建議是干脆別提供，讓我們自己銷毀，對了，問你一個弱智問題，你開發(fā)C++用的是什么工具，vi，還是其他，因為我原來是搞c#的，現(xiàn)在不知道用什么開發(fā)工具好，麻煩了啊回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-02 16:14 楊軍

提個bug,ProcessInfo.cc中的scanDir函數(shù)中namelist沒有釋放回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-02 18:59 陳碩

@楊軍
assert(namelist == NULL);
不需要釋放。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-02 19:05 陳碩

@楊軍
我測過，atexit() 處理500個Singleton沒有問題。
sysconf(_SC_ATEXIT_MAX) 的返回值足夠大。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-03 09:15 楊軍

@陳碩
ok,我的錯,麻煩了回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-03 11:19 楊軍

@陳碩
這次看清楚taskDirFilter,這段代碼太精巧了,牛逼

你開發(fā)C++用的是什么工具，vi，還是其他回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-03 22:45 楊軍

不過我看你代碼，發(fā)現(xiàn)你很喜歡用線程局部存儲，
比如ProcessInfo的實現(xiàn)中
__thread std::vector<pid_t>* t_pids = NULL;
__thread int t_numOpenedFiles = 0;

這兩個其實可以不用線程局部存儲來實現(xiàn)，TLS書上的建議是最好不要大量使用，
不知道你是不是有特殊用處？回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-03 22:52 陳碩

@楊軍
For thread safety. 回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-03 23:33 楊軍

@陳碩
普通函數(shù)內(nèi)的棧變量，同樣能過實現(xiàn)統(tǒng)計文件數(shù)，而且也是線程安全的啊回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-04 06:40 陳碩

@楊軍
寫一個來看看？回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-04 11:04 楊軍

@陳碩
我寫了一個

void getTids(std::vector<pid_t>& verPid){
struct dirent ** namelist=NULL;
int n=::scandir("/proc/self/task",&namelist,0,alphasort);
if(n<0){
return;
}
while(n--){
if(::isdigit(namelist[n]->d_name[0])){
verPid.push_back(atoi(namelist[n]->d_name));
}
}
}

調(diào)用的時候
std::vector < pid_t > result;
getTids(result);

都用的是函數(shù)局部變量,應(yīng)該是線程安全的回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-04 11:12 陳碩

@楊軍
1. namelist 沒有釋放。
2. 每次調(diào)用都要分配釋放內(nèi)存，增加開銷。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-04 12:11 楊軍

@陳碩
是有這個問題,我改了,這段代碼就是沒有用TLS來實現(xiàn)ProcessInfo中獲取線程列表功能,但就獲取線程列表這種不是很頻繁的操作來說,這點開銷應(yīng)該還行吧

void getTids(std::vector<pid_t>& verPid){
struct dirent ** namelist=NULL;
int n=::scandir("/proc/self/task",&namelist,0,alphasort);
if(n<0){
return;
}
while(n--){
if(::isdigit(namelist[n]->d_name[0])){
verPid.push_back(atoi(namelist[n]->d_name));
free(namelist[n]);
}
free(namelist);
}
}
回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-04 13:15 陳碩

@楊軍
每次調(diào)用多了N+1次內(nèi)存分配和釋放的開銷，好處是什么？節(jié)約了一個 tls 變量？
你要認為這是值得的，那就這樣寫唄。回復(fù) 更多評論

# re: 發(fā)布一個 Linux 下的 C++ 多線程庫 2012-07-04 13:30 楊軍

@陳碩
但是用tls變量的寫法中
int taskDirFilter(const struct dirent* d)

每次都要調(diào)用這個方法,這個方法中的dirent也是需要內(nèi)存分配和釋放吧回復(fù) 更多評論

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