Nana开发：防止耗时处理导致界面的阻塞

Jinhao 2011-11-01 06:58:04
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降低多线程开发的难度是Nana C++ Library的设计目标。
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绝大多数事件回调函数都会很快地执行完成，并不会造成对界面的假死。Nana库的事件模型是对事件队列的顺序处理，这意味着当前一个事件处理函数完成之后才会调用下一个。
考虑下面的例子：


#include <nana/gui/wvl.hpp>

#include <nana/gui/widgets/button.hpp>

#include <nana/gui/widgets/progressbar.hpp>



class example

	: public nana::gui::form

{

public:

	example()

	{

		btn_start_.create(*this, 10, 10, 100, 20);

		btn_start_.caption(STR("Start"));

		btn_start_.make_event<nana::gui::events::click>(*this, &example::_m_start);

		btn_cancel_.create(*this, 120, 10, 100, 20);

		btn_cancel_.caption(STR("Cancel"));

		btn_cancel_.make_event<nana::gui::events::click>(*this, &example::_m_cancel);

		prog_.create(*this, 10, 40, 280, 20);

	}



private:

	void _m_start()

	{

		working_ = true;

		btn_start_.enabled(false);

		prog_.amount(100);

		for(int i = 0; i < 100 && working_; ++i)

		{

			nana::system::sleep(1000); //a long-running simulation

			prog_.value(i + 1);

		}

		btn_start_.enabled(true);

	}



	void _m_cancel()

	{

		working_ = false;

	}

private:

	bool working_;

	nana::gui::button btn_start_;

	nana::gui::button btn_cancel_;

	nana::gui::progressbar prog_;

};



int main()

{

	example ex;

	ex.show();

	nana::gui::exec();

	return 0;

}


这个简单的程序模拟了一个耗时的操作，一个Start按钮和一个Cancel按钮分别表示启动和中止任务。不难想象，_m_start()会执行一个耗时的操作，当按下"Start"按钮之后，会导致界面的假死。这时单击“Cancel”也是没有用的，因为对Start按钮的事件处理还没有结束，能做的只有等待。从图中可以看到，即使释放了鼠标，按钮还是按下的状态，因为单击事件还在处理中。

通常，解决这类耗时问题就是将耗时的处理过程放置到一个单独的线程中，让UI线程有空闲的时间来响应用户的操作，当耗时的操作完成，它就将结果返回给UI线程显示。

考虑下面的方案：


#include <nana/gui/wvl.hpp>

#include <nana/gui/widgets/button.hpp>

#include <nana/gui/widgets/progressbar.hpp>

#include <nana/threads/pool.hpp>



class example

	: public nana::gui::form

{

public:

	example()

	{

		btn_start_.create(*this, 10, 10, 100, 20);

		btn_start_.caption(STR("Start"));

		btn_start_.make_event<nana::gui::events::click>(nana::threads::pool_push(pool_, *this, &example::_m_start));

		btn_cancel_.create(*this, 120, 10, 100, 20);

		btn_cancel_.caption(STR("Cancel"));

		btn_cancel_.make_event<nana::gui::events::click>(*this, &example::_m_cancel);

		prog_.create(*this, 10, 40, 280, 20);



		this->make_event<nana::gui::events::unload>(*this, &example::_m_cancel);

	}



private:

	void _m_start()

	{

		working_ = true;

		btn_start_.enabled(false);

		prog_.amount(100);

		for(int i = 0; i < 100 && working_; ++i)

		{

			nana::system::sleep(1000); //a long-running simulation

			prog_.value(i + 1);

		}

		btn_start_.enabled(true);

	}



	void _m_cancel()

	{

		working_ = false;

	}

private:

	volatile bool working_;

	nana::gui::button btn_start_;

	nana::gui::button btn_cancel_;

	nana::gui::progressbar prog_;

	nana::threads::pool pool_;

};



int main()

{

	example ex;

	ex.show();

	nana::gui::exec();

	return 0;

}


Nana库提供了一个线程池的类。解决这类问题时，使用线程池可以摆脱对线程的管理，例如，创建，等待和销毁的问题。上面两段代码非常的相似，但是最主要的区别是_m_start() 被分派到线程池中并有线程池中，并有池中的线程处理， UI线程也因此不会被阻塞并有空闲的时间来响应用户操作。

这里有一个叫pool_push()的函数，它创建一个pool_pusher函数对象用于把_m_start()函数推入线程池，换句话说，就是将pool_pusher函数对象当作了事件处理，当点击Start按钮时，pool_pusher会被调用，同时_m_start()则被推入到线程池中执行。

在该版本中，form对象注册了一个unload事件并调用_m_cancel()，当关闭窗口的时候，程序放弃了剩余的耗时操作。但是这里有一个问题需要回答，当耗时操作还在工作的时候，关闭窗口会导致按钮和进度条也同样被销毁，但是耗时操作并为结束，如果此时耗时操作访问了按钮和进度条对象是否会导致程序崩溃？回答是会崩溃，但是上面的代码会避免在耗时操作完成之前销毁按钮和进度条，在类中，线程池的对象声明在按钮和进度条之后，这意味着线程池会在按钮和进度条之前析构，当析构线程池的时候，它会等待所有的工作线程都已经结束。

在后台线程中处理阻塞操作

在某些情况下，耗时工作不会被取消，也不知道当前的进度。程序通常会用一直滚动的进度条表示正在处理。


#include <nana/gui/wvl.hpp>

#include <nana/gui/widgets/button.hpp>

#include <nana/gui/widgets/progressbar.hpp>

#include <nana/threads/pool.hpp>



class example

	: public nana::gui::form

{

public:

	example()

	{

		using namespace nana::gui;



		btn_start_.create(*this, 10, 10, 100, 20);

		btn_start_.caption(STR("Start"));

		btn_start_.make_event<events::click>(nana::threads::pool_push(pool_, *this, &example::_m_start));

		btn_start_.make_event<events::click>(nana::threads::pool_push(pool_, *this, &example::_m_ui_update));



		prog_.create(*this, 10, 40, 280, 20);

		prog_.style(false);



		this->make_event<events::unload>(*this, &example::_m_cancel);

	}



private:

	void _m_start()

	{

		btn_start_.enabled(false);

		nana::system::sleep(10000); //a blocking simulation

		btn_start_.enabled(true);

	}



	void _m_ui_update()

	{

		while(btn_start_.enabled() == false)

		{

			prog_.inc();

			nana::system::sleep(100);

		}

	}



	void _m_cancel(const nana::gui::eventinfo& ei)

	{

		if(false == btn_start_.enabled())

			ei.unload.cancel = true;

	}

private:

	nana::gui::button btn_start_;

	nana::gui::progressbar prog_;

	nana::threads::pool pool_;

};



int main()

{

	example ex;

	ex.show();

	nana::gui::exec();

	return 0;

}

http://stdex.sourceforge.net/res/blocking_ui_03.png
单击Start按钮，程序会把_m_start()和_m_ui_update()都推入到线程池。是不是很容易？
欢迎各位提出意见，建议，并展开讨论。
如果该贴已沉且有疑问的朋友，可以去我的blog留言。
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向立天 2011-12-05
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程序员小哈 2011-11-06
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Jinhao 2011-11-05
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欢迎观看。
如果有兴趣尝试用Nana库开发程序的朋友，可以看看我的blog，专门开了一个分类用来讲解。
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「已注销」 2011-11-05
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真的是不太懂。。。
wjlazio 2011-11-04
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看看，学习了。。。。
架构师Wu老七 2011-11-04
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好东西.. 支持
beautifulcool_9686 2011-11-04
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顶一下，确实不错！
gdcrk 2011-11-04
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看不懂啊！杯具！
Jinhao 2011-11-04
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[Quote=引用 51 楼 rangerlee 的回复:]

支持下，文档都很落后了，和代码都不同步，玩了下还是很不错的，有些地方都不太懂怎么搞，跟LZ学学
[/Quote]

文档我都跟着的，应该算是文档的BUG。
rangerlee 2011-11-04
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支持下，文档都很落后了，和代码都不同步，玩了下还是很不错的，有些地方都不太懂怎么搞，跟LZ学学
tubo_true 2011-11-03
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不错~
Eleven 2011-11-03
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不错~
xiaocongzhi 2011-11-03
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Awesome,楼主 威武
rendao0563 2011-11-03
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UI 自己整 不如去跟着Qt整了. 自己倒腾倒腾学习倒是不错.
healer_kx 2011-11-02
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师父，老实说，跟你Q过后，我觉得Nana可能有跨平台的使命，但是可能有些时候，效率不高。

不过这是可能是所有跨平台代码的问题，没法很好的利用某个特定平台的优势。

特别是UI相关的代码，是非常复杂的，我只有向你致敬啦~~~
wjlazio 2011-11-02
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学习了。。。。
lyh7736362 2011-11-02
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降低多线程开发的难度是Nana C++ Library的设计目标。
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andyypc 2011-11-02
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好东西，谢谢
lijianli9 2011-11-02
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bu cuo
arameter 2011-11-02
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学习。。。学习，，，
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