第三篇敏捷冲刺博客

江周勉 2023-05-01 23:02:57

这个作业属于哪个课程	广工2023软件工程课程
这个作业要求在哪里	作业要求
文章内容	第三天篇敏捷冲刺

一、任务量与预期任务量

模块	主要负责人
日志模块	钟海超
配置模块	李昊旃
线程模块	江周勉
协程模块	宫旭
协程调度模块	赵光明
I/O协程调度模块	李伟东
Hook模块	邱棋浩(组长)

二、近日任务安排

时间	任务
今天	线程模块
明天	协程模块

三、实现

1. 为什么需要线程模块

1.1 线程的作用

在服务器中，线程模块是非常重要的。服务器需要同时处理多个请求，这些请求可能来自不同的用户或客户端，因此服务器必须能够同时处理多个任务。而线程是一种轻量级的执行单元，它可以在单个进程内同时执行多个任务。线程可以共享相同的内存空间和资源，这使得它们之间的通信和数据共享更加容易和高效。

1.2 线程的定义

● 一个线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，也称为轻量进程（LWP）
● 一个进程可以有很多线程，每个线程并行执行不同的任务
● 线程会拥有自己的堆栈（不共享），但是它与同一进程中的多个线程将共享该进程中的全局变量、文件描述符等系统资源

1.3 进程和线程的区别

● 根本区别：进程是最小的分配资源的单位，线程是最小的执行单位。
● 通信机制：对于不同的进程之间，它们具有独立的数据空间，数据进行传递只能通过通信的方式进行，方式不仅耗时，而且不方便。但同一进程下的线程之间共享数据空间，通信很方便且安全
● 内存分配：系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存空间，而线程除了CPU外，不会再分配空间，而是使用进程的资源空间
● 从属关系：线程是进程的一部分，进程一旦结束，所有线程都结束

2. 线程模块设计

2.1 概述

线程模块，封装了pthread里面的一些常用功能，Thread,Semaphore,Mutex,RWMutex,Spinlock等对象，可以方便开发中对线程日常使用为什么不适用c++11里面的thread 本框架是使用C++11开发，不使用thread，是因为thread其实也是基于pthread实现的。并且C++11里面没有提供读写互斥量，RWMutex，Spinlock等，在高并发场景，这些对象是经常需要用到的。所以选择了自己封装pthread

sylar的线程模块：
线程模块总体比较简单，需要先了解pthread（Portable Operating System Interface，可移植操作系统接口）

2.2核心类的设计

提供线程类和线程同步类，基于pthread实现，包括以下类：

Thread：线程类，构造函数传入线程入口函数和线程名称，线程入口函数类型为void()，如果带参数，则需要用std::bind进行绑定。线程类构造之后线程即开始运行，构造函数在线程真正开始运行之后返回。
线程同步类（这部分被拆分到mutex.h)中：
Semaphore: 计数信号量，基于sem_t实现
Mutex: 互斥锁，基于pthread_mutex_t实现
RWMutex: 读写锁，基于pthread_rwlock_t实现
Spinlock: 自旋锁，基于pthread_spinlock_t实现
CASLock: 原子锁，基于std::atomic_flag实现

thread类：

/**
 * @brief 线程类
 */
class Thread : Noncopyable {
public:
    /// 线程智能指针类型
    typedef std::shared_ptr<Thread> ptr;

    /**
     * @brief 构造函数
     * @param[in] cb 线程执行函数
     * @param[in] name 线程名称
     */
    Thread(std::function<void()> cb, const std::string& name);

    /**
     * @brief 析构函数
     */
    ~Thread();

    /**
     * @brief 线程ID
     */
    pid_t getId() const { return m_id;}

    /**
     * @brief 线程名称
     */
    const std::string& getName() const { return m_name;}

    /**
     * @brief 等待线程执行完成
     */
    void join();

    /**
     * @brief 获取当前的线程指针
     */
    static Thread* GetThis();

    /**
     * @brief 获取当前的线程名称
     */
    static const std::string& GetName();

    /**
     * @brief 设置当前线程名称
     * @param[in] name 线程名称
     */
    static void SetName(const std::string& name);
private:

    /**
     * @brief 线程执行函数
     */
    static void* run(void* arg);
private:
    /// 线程id
    pid_t m_id = -1;
    /// 线程结构
    pthread_t m_thread = 0;
    /// 线程执行函数
    std::function<void()> m_cb;
    /// 线程名称
    std::string m_name;
    /// 信号量
    Semaphore m_semaphore;
};

}