互斥和信号量是多线程编程的两个基础,其原理就不详细说了,大家去看看操作系统的书或者网上查查吧。
对于互斥的实现,无论什么操作系统都离不开三个步骤
初始化互斥锁
锁操作
解锁操作
对于不同的系统只是实现的函数有一些不同而已,但是功能其实都大同小异,在锁操作和解锁操作的时候大部分系统都有超时机制在里面,来保证不会一直锁在某个地方,我们为了框架简单,没有设置超时,进行锁操作的时候如果得不到锁,将一直等待在那里。
Mutex的基类我们描述如下
class CMutex { public: CMutex(const char *pName = NULL); //初始化锁 ~CMutex(); virtual bool Lock()=0; //锁操作,纯虚函数 virtual bool UnLock()=0; //解锁操作,纯虚函数 const char * getName(void) const { return mutex_name; } protected: char *mutex_name; //锁名字 };
对于每个系统的实现,都需要完成初始化,锁操作,解锁操作三个部分,在linux下,这三个操作都很简单,就不在这里贴代码了。
同样,对于信号量Sem,每个系统的实现也大同小异,无非就是
初始化信号量
发送信号量(信号量+1)
接收信号量(信号量-1)
Sem基类描述如下
class CCountingSem { public: typedef enum { kTimeout, kForever }Mode; CCountingSem(); //初始化信号量 ~CCountingSem(); virtual bool Get() = 0; //接收信号量 virtual bool Post(void) = 0; //发送信号量 };
同样,具体实现就不贴代码了。
当然,对于一个满足设计模式的系统,新建互斥锁和信号量的时候当然不能直接new这些类啦,必然还要通过简单工程来返回,在COperatingSystemFactory类中添加newMutex和newCountingSem方法,通过COperatingSystemFactory对操作系统的判断来返回相应的实体。
class COperatingSystemFactory { public: static COperatingSystem *newOperatingSystem(); static CCountingSem *newCountingSem(unsigned int init=0); //参数是信号量的初始值,一般为0 static CMutex *newMutex(const char *pName=NULL); };
好了,有了互斥和信号量,怎么用呢,在main函数中,我们可以先申请好互斥锁和信号量,如果我们启了很多线程,如果某几个之间需要互斥锁,那我们将申请好的互斥锁赋值给相应的线程,就可以直接使用了。至于各个线程类,是你自己写的,只是继承自CThread而已,里面的成员变量怎么和main中申请的互斥锁关联,这就不用说了吧,你把它设置成public赋值也行,设置从private用函数set也行,一切看你啦。
有了互斥锁和信号量,下面就可以起消息队列了,有了消息队列,一个最简单的多线程模型也就完成了。
github地址:
https://github.com/wyh267/Cplusplus_Thread_Lib
以上就是C++ 多线程框架 (2):Mutex 互斥和 Sem 信号量的内容,更多相关内容请关注PHP中文网(www.php.cn)!