从零开始实现一个C++高性能服务器框架----线程模块

news/2024/11/29 6:46:06/

此项目是根据sylar框架实现,是从零开始重写sylar,也是对sylar丰富与完善
项目地址:https://gitee.com/lzhiqiang1999/server-framework

简介

项目介绍:实现了一个基于协程的服务器框架,支持多线程、多协程协同调度;支持以异步处理的方式提高服务器性能;封装了网络相关的模块,包括socket、http、servlet等,支持快速搭建HTTP服务器或WebSokcet服务器。
详细内容:日志模块,使用宏实现流式输出,支持同步日志与异步日志、自定义日志格式、日志级别、多日志分离等功能。线程模块,封装pthread相关方法,封装常用的锁包括(信号量,读写锁,自旋锁等)。IO协程调度模块,基于ucontext_t实现非对称协程模型,以线程池的方式实现多线程,多协程协同调度,同时依赖epoll实现了事件监听机制。定时器模块,使用最小堆管理定时器,配合IO协程调度模块可以完成基于协程的定时任务调度。hook模块,将同步的系统调用封装成异步操作(accept, recv, send等),配合IO协程调度能够极大的提升服务器性能。Http模块,封装了sokcet常用方法,支持http协议解析,客户端实现连接池发送请求,服务器端实现servlet模式处理客户端请求,支持单Reator多线程,多Reator多线程模式的服务器。

线程模块

1. 主要功能

  • 封装了一些常用的锁机制(信号量、互斥锁、自旋锁、读写锁),确保线程安全
  • 对pthread系列函数封装,生成Thread类

2. 功能演示

  • 锁,RAII,构造时加锁,析构时解锁
Mutex mutex;
{Mutex::Lock lock(mutex);	// 构造,加锁
} // 析构,解锁
  • 线程
void fun1(){}Thread::ptr thr(new Thread(&fun1, "name"));

3. 模块介绍

3.1 Lock

  • 一些常用的锁机制,包括信号量SemaphoreLock、互斥锁Mutex、自旋锁SpinLock、读写锁RWMutex
  • RAII模式,构造时lock,析构时unlcok
 //局部锁
template<class T>
class ScopedLockImpl {public://构造函数,自动加锁ScopedLockImpl(T& mutex):m_mutex(mutex) {lock();}//析构函数,自动解锁~ScopedLockImpl() {     unlock();}void lock() {if (!m_locked) {m_mutex.lock();m_locked = true;}}void unlock() {if (m_locked) {m_mutex.unlock();   m_locked = false;}}private:T& m_mutex;bool m_locked = false;};

3.2 Thread

  • 线程模块,主要是对pthread的封装
class Thread : Noncopyable
{
public: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);~Thread();void join();				// 等待线程执行完成static Thread* GetThis();	// 获取当前的线程指针// get set 方法private:static void* run(void* arg);	// 线程执行函数 	
private:	pid_t m_id = -1;				// 线程idstd::string m_name;				// 线程名称pthread_t m_thread = 0;			// 线程std::function<void()> m_cb;		// 线程执行函数SemaphoreLock m_semaphore;		// 信号量
};
  • 线程的入口函数,只支持void(void)类型的入口函数,不支持给线程传参数,但实际使用时可以结合std::bind来绑定参数,这样就相当于支持任何类型和数量的参数。
std::function<void()> m_cb;		// 线程执行函数
  • 因为我们是在线程执行函数中完成一些成员变量的初始化,因此在Thread的构造函数中,应当使用信号量(V操作),保证在构造完成之前已经执行了线程执行函数(入口函数中P操作)。
// 构造函数
Thread::Thread(std::function<void()> cb, const std::string& name): m_cb(cb), m_name(name)
{if (name.empty()){m_name = "UNKNOW";}int rt = pthread_create(&m_thread, nullptr, &Thread::run, this);if (rt) {LOG_ERROR(g_logger) << "pthread_create thread fail, rt=" << rt<< " name=" << name;throw std::logic_error("pthread_create error");}//等待,直到创建出的线程开始执行,run()m_semaphore.wait();
}// 线程执行函数
void* Thread::run(void* arg) {Thread* thread = (Thread*)arg;t_thread = thread;t_thread_name = thread->m_name;thread->m_id = johnsonli::getThreadId();pthread_setname_np(pthread_self(), thread->m_name.substr(0, 15).c_str());std::function<void()> cb;cb.swap(thread->m_cb);//线程初始化完成后,就唤醒 Thread(),完成构造thread->m_semaphore.notify();cb();return 0;
}

同时也保证了在构造完成之后线程函数一定已经处于运行状态

  • 局部线程静态变量,表示当前正在执行的线程。声明为static thread_local
// thread.cpp
// 局部线程静态变量,只在当前线程有用
// 当前运行的线程
static thread_local Thread* t_thread = nullptr;

在线程执行函数run中,会完成初始化,此后在线程入口函数m_cb中就可以调用静态方法GetThis获得当前线程

// thread.h
static Thread* GetThis()// thread.cpp
Thread* Thread::GetThis() {return t_thread;
}// main.cpp
void fun1()
{// 线程入口函数中获取当前线程LOG_INFO(g_logger) << " this.name: " << Thread::GetThis()->getName();
}Thread::ptr thr(new johnsonli::Thread(&fun1, "name"));

http://www.ppmy.cn/news/39197.html

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