在以前的multi-process程序中,process之間通過共享內存、操作系統提供的消息對列,命名管道等不同方式進行數據傳遞。為了減少內存,以及進程切換時引發的上下文切換的開銷,現在的系統一般采用multi-thread 工作方式。
各process都有各自獨立的地址空間,并且是專有的,因此一個process不能通過指針訪問另一個process中的地址空間。而屬于同一process的各thread,它們共享同一process的地址空間,因此一個thread可以通過指針訪問另一個thread中的地址。這樣我們可以在應用中自己定義消息隊列,并對消息隊列的訪問進行管理,簡化程序并提高性能。
在multi-thread應用中,我們可以使用消息對列來在不同thread之間進行消息傳遞,并降低各thread之間的藕合。
它們之間的關系如下:
生產者:向消息隊列中放數據的線程。
消費者:從消息隊列中取出數據的線程。
生產者 ----> 消息隊列 ----->消費者
如果應用規定消息隊列的最大長度。在對隊列進行控制時,應該當消息隊列滿時,可能要讓生產者進行等待,直到消息隊列中有新的位置可以放入新的消息。當消息隊列為空時,應該讓消費者進行等待,知道有新的消息被加到消息隊列中。
在該模型中有兩點需要注意:
1.不同生產者,消費者同時并發操作消息隊列時,對各操作的串行化。這個問題可以通過對隊列的操作進行加鎖來實現。它的實現可以參考另一篇隨筆《C++同步鎖管理的一種方法》。
2.在消息隊列為空或滿時,應用程序的處理。
這可以在C++中采用Monitor.在Monitor中對某種條件進行監控。
Monitor 對象可以采取的動作:
(1)、等待操作 wait(long timeout = INFINITE), 缺省情況下無限等待下去。
(2)、發信號操作 signal(long count = 1), 缺省情況下激活一個正在消息隊列上進行等代的線程。
對于Monitor的實現,可以很簡單地用下列兩種方式實現:
1、采用ACE中的ACE_Event, ACE_Thread_Semphore實現。
2、采用 ICE的Cond實現, 在Linux上,Cond實際上是通過pthread_cond_t來實現的。