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c++11封裝thread庫的方法示例

發(fā)布時間：2020-10-02 09:11:39 來源：腳本之家 閱讀：151 作者：chaozh.com 欄目：編程語言

前言

c++11在語言層面上提供了對thread的支持，由于不同的平臺提供了不同線程API，在語言層面提供了對thread的支持可以大大的減小代碼移植的工作量。

本文將給大家詳細(xì)介紹關(guān)于c++11封裝thread庫的相關(guān)內(nèi)容，下面話不多說了，來一起看看詳細(xì)的介紹吧

基本接口要求

要求std::thread的構(gòu)造函數(shù)

template< class Function, class... Args > 
explicit thread( Function&& f, Args&&... args );

但是OS的庫函數(shù)定義為：

error_code create_thread((void_or_error_code(*entry)(void *), void *data);

主要是接口中的entry，本身使用void*根本沒帶類型信息，難點在于要做到模板暴露出類型從而可以通用化

void_or_error_code entry_point(void *arbitrary_data);

第一個問題：把f和args統(tǒng)統(tǒng)打包在一起做成一個void *結(jié)構(gòu)

我們得從void* 中獲取函數(shù)指針和參數(shù)指針，首先來個結(jié)構(gòu)體定義真實指針類型

struct thread_data_base
{
 virtual ~thread_data_base(){}
 virtual void run()=0;
};

需要一個tuple，用于保存f和args，這樣我們就可以通過將void *data cast成thread_data_base *，然后調(diào)用其中的虛函數(shù)run來實際調(diào)用f(args…)

std::tuple<typename std::decay<F>::type, typename std::decay<ArgTypes>::type...> fp;

而entry函數(shù)實現(xiàn)效果大致如下，將結(jié)構(gòu)體包裝在該函數(shù)里面

void_or_error_code thread_entry(void *data) {
 std::unique_ptr<thread_data_base> p((thread_data_base *)data);
 p->run();
 // return result of p->run() if error code is required
}

第二個問題：定義一個template，以適配不同類型的f和args 

template<typename F, class... ArgTypes>
class thread_data : public thread_data_base
{
public:
 thread_data(F&& f_, ArgTypes&&... args_): fp(std::forward<F>(f_), std::forward<ArgTypes>(args_)...) {}
private:
 std::tuple<typename std::decay<F>::type, typename std::decay<ArgTypes>::type...> fp;
}

在這個template里有一個data member正是那個關(guān)鍵的tuple，其類型需要使用traits進(jìn)行類型推理出來

第三個問題：把任意的f和args包裝成一個thread_data_base *

定義創(chuàng)建函數(shù)可以將任意f和arg來創(chuàng)建一個void*結(jié)構(gòu)體，用來被entry函數(shù)調(diào)用

template<typename F, class... ArgTypes>
inline thread_data_base *make_thread_data(F&& f, ArgTypes&&... args)
{
 return new thread_data<typename std::remove_reference<F>::type, ArgTypes...>(std::forward<F>(f),
                   std::forward<ArgTypes>(args)...); // 啥時候釋放？
}

第四個問題：如何處理Args…

難點在于如何通過一個f和args組成的tuple調(diào)用f(args…)，使用get需要傳入一個編譯期常量

tp.get<0>()(tp.get<1>(), tp.get<2>(), tp.get<3>());

為了方便，我們想把數(shù)列當(dāng)前項直接放在參數(shù)列表里，要不然還需要在內(nèi)部找到數(shù)列的最后一項

template <std::size_t Ep, std::size_t Sp>
struct make_tuple_indices {...};

為了生成數(shù)列[Sp, Ep)，我們要做的就是從Sp開始，遞歸的在已有數(shù)列后面加一項，直到滿足條件(Sp==Ep)，下面就是最后定義的泛化，遞歸，終止條件

template <std::size_t Sp, class IntTuple, std::size_t Ep> struct make_indices_imp;

template <std::size_t Sp, std::size_t... Indices, std::size_t Ep>
struct make_indices_imp<Sp, tuple_indices<Indices...>, Ep>
{ typedef typename make_indices_imp<Sp+1, tuple_indices<Indices..., Sp>, Ep>::type type; };

template <std::size_t Ep, std::size_t... Indices>
struct make_indices_imp<Ep, tuple_indices<Indices...>, Ep>
{ typedef tuple_indices<Indices...> type; };

template <std::size_t Ep, std::size_t Sp=0>
struct make_tuple_indices {
 typedef typename make_indices_imp<Sp, tuple_indices<>, Ep>::type type;
};

已經(jīng)有了run，之所以需要再定義一個run2，Indices是一個template type，只能用一個template function接收，所以我們需要把run和run2拆開，run作為繼承下來的虛函數(shù)做入口，run2接收Indices并用之前提到的方法調(diào)用f(args…)。

實際上thread_data_base接口就是實現(xiàn)了一個簡化版的std::bind

靜態(tài)檢查工具：Clang thread safety annotations，添加安全注解：通過代碼注解告訴編譯器哪些成員變量和成員函數(shù)是受哪個 mutex 保護(hù)，防止遺漏線程安全的假設(shè)。用 GUARDED_BY 表明哪個成員變量是被哪個 mutex 保護(hù)的

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對億速云的支持。

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