ThreadLoop实践学习笔记

cnblogs 2024-07-03 08:09:01 阅读 51

背景

在日常工作和学习源码过程中,经常可以看到ThreadLoop的运用,发现ThreadLoop作为一个基础工具,在具体项目中有不同而又十分相似的实现,虽然核心的机制万变不离其宗(IO多路复用),但面向的业务场景不同导致了不同的实践结果,目前见过有几种ThreadLoop的实践,本文做一个分析记录和知识点的总结

基础TaskLoop:

面向Task:

Task类型包裹回调函数和必要数据,如have_run,is_run,task_tag等,TaskLoop负责执行Task,实质是处理Task类型包裹的回调函数

  • 核心接口:PostTask(Task)、PostDelayTask(Task)、PostRepeatTask(Task)
  • 功能:用户将Task交给线程进行异步处理,同时实现简单的Timer机制,对任务触发的时间进行延迟或重复
  • 面向场景:工作线程执行Task
  • 缺点:仅能对Task进行处理,无法充分使用多路复用机制监听Socket或其他fd
  • 代码:TaskLoop-Task

面向Event

Event类型和Task相比,拥有了事件的语义,Event事件=需要监听的触发源+事件处理回调,一般来说触发源设计为Event Fd可以完美适配IO多路复用机制,同时仅监听Event fd可以给上层组件足够的灵活性,可以认为这是面向事件ThreadLoop很优雅的设计方法了

  • 核心接口:在面向Task的基础上,增加对事件的监听AddWatch(Event)
  • 功能:提供文件描述符监听的功能
  • 面向场景:事件驱动,需要监听文件描述符,例如Socket、Timer,上层仅需设计自己需要的Event即可实现定制化需求,例如进阶TaskLoop中的Timer就是很好的例子
  • 具体实践:

    epoll+Event,基于epoll_data.ptr的指针完成监听事件的处理,在Event中设定各类事件(或指定事件)的回调,muduo的channel就是基于这种机制设计的

  • 代码:TaskLoop-Event

注意:

Event类可以设计为基类,事件处理回调OnEventCallback可以通过识别Event的不同类型做事件的分发,完成Event内信息的传递,后续也可以通过基类->子类的转换,实现更多的任务处理和信息传递能力

讨论1:

除了poll多路复用+wakeupFd可以用于实现任务/事件队列,相似的也可以使用条件变量的方式做事件的同步,但条件变量有唤醒丢失和虚假唤醒等问题

相较而言FD的多路复用监听机制更加稳定,同时基于文件描述符监听的方式,可以增加基于Timer FD的功能

讨论2:

在具体的实践中,只要能完成实际的业务需求也可以不用解耦,可直接将业务逻辑回调写到secket fd触发后的逻辑中,设计Event来提供监听的统一接口是为了通用性,提供可复用接口给其他模块

进阶TaskLoop

MsgQueue:TaskLoop+queue

基于TaskLoop,增加队列queue可实现一个异步的消息队列,提供PostMsg(msg)接口,MsgQueue初始化时绑定消息处理函数init(callback),

  • 核心原理:MsgQueue内部有一个事件触发的Event,绑定到TaskLoop中进行监听,当用户调用PostMsg(msg)向内部的queue压入消息时,主动唤醒Event FD来wakeup TaskLoop监听中的文件描述符,在Event唤醒的回调内取出queue积压的msg,调用提前绑定好的callback,完成消息的异步处理
  • 核心接口:PostMsg(msg)
  • 面向场景:异步消息处理队列
  • 代码:MsgQueue

Timer:TaskLoop+Timer Fd

基于面向Event的TaskLoop,在Timer的场景下,AddWatch(Event)实质上是AddWatch(TimerEventFd),因此只需要在AddWatch(Event)的基础上做TimerFd创建的封装即可

  • 核心接口:AddTimer(Task)
  • 面向场景:定时器任务处理
  • 代码:TimerMng

ThreadLoopMng

线程池,维护多个ThreadLoop的生命周期,派发任务

  • 核心接口:TaskLoop* GetTaskLoop();
  • 面向场景:线程池管理工作线程,维护线程生命周期

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本文标签

事件    Event    处理    面向    TaskLoop   


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