【TinyWebServer】01线程同步机制封装类

发布时间 2023-09-07 17:36:05作者: -zx-

RAII

  • RAII译名为"资源获取即初始化"
  • 在构造函数中申请分配资源,在析构函数中释放资源。因为C++的机制保证了吗,当一个对象创建的时候,自动调用构造函数,当对象超出作用域的时候会自动调用析构函数。所以,在RAII的指导下,应该使用类来管理资源,将资源和对象的生命周期绑定
  • RAII的核心思想是将资源或者状态与对象的生命周期绑定,通过C++的语言机制,实现资源和状态的安全管理,智能指针是RAII最好的例子

信号量

信号量是一种特殊的变量,它只能取自然数值并且支支持两种操作:等待(P)和信号(V),假设有信号量SV,对其的P、V操作如下:

  • P,如果SV的值大于0,则将其减1;若SV的值为0,则挂起执行
  • V,如果有其他进行因为等待SV而挂起,则唤醒,若没有,则将SV值加1

信号量的取值可以是任何自然数,最常用的,最简单的信号量是二进制信号量,只有0和1两个值.

  • sem_init函数用于初始化一个未命名的信号量
  • sem_destory函数用于销毁信号量
  • sem_wait函数将以原子操作方式将信号量减一,信号量为0时,sem_wait阻塞
  • sem_post函数以原子操作方式将信号量加一,信号量大于0时,唤醒调用sem_post的线程

以上,成功返回0,失败返回errno

互斥量

互斥锁,也称互斥量,可以保护关键代码段,以确保独占式访问.当进入关键代码段,获得互斥锁将其加锁;离开关键代码段,唤醒等待该互斥锁的线程.

  • pthread_mutex_init函数用于初始化互斥锁
  • pthread_mutex_destory函数用于销毁互斥锁
  • pthread_mutex_lock函数以原子操作方式给互斥锁加锁
  • pthread_mutex_unlock函数以原子操作方式给互斥锁解锁

以上,成功返回0,失败返回errno

条件变量

条件变量提供了一种线程间的通知机制,当某个共享数据达到某个值时,唤醒等待这个共享数据的线程.

  • pthread_cond_init函数用于初始化条件变量
  • pthread_cond_destory函数销毁条件变量
  • pthread_cond_broadcast函数以广播的方式唤醒所有等待目标条件变量的线程
  • pthread_cond_wait函数用于等待目标条件变量.该函数调用时需要传入 mutex参数(加锁的互斥锁) ,函数执行时,先把调用线程放入条件变量的请求队列,然后将互斥锁mutex解锁,当函数成功返回为0时,互斥锁会再次被锁上. 也就是说函数内部会有一次解锁和加锁操作 .

功能

锁机制的功能

实现多线程同步,通过锁机制,确保任一时刻只能有一个线程能进入关键代码段

封装的功能

类中主要是Linux下三种锁进行封装,将锁的创建与销毁函数封装在类的构造与析构函数中,实现RAII机制(当sem类使用完毕后,会自动析构销毁掉信号量资源)

class sem
{
public:
    sem()
    {
        if (sem_init(&m_sem, 0, 0) != 0)
        {
            throw std::exception();
        }
    }
    sem(int num)
    {
        if (sem_init(&m_sem, 0, num) != 0)
        {
            throw std::exception();
        }
    }
    ~sem()
    {
        sem_destroy(&m_sem);
    }
    bool wait()
    {
        return sem_wait(&m_sem) == 0;
    }
    bool post()
    {
        return sem_post(&m_sem) == 0;
    }

private:
    sem_t m_sem;
};

将重复使用的代码封装成函数,减少代码的重复,使其更简洁。

bool wait(pthread_mutex_t *m_mutex)
{
     int ret = 0;
     pthread_mutex_lock(&m_mutex);
     ret = pthread_cond_wait(&m_cond, m_mutex);
     pthread_mutex_unlock(&m_mutex);
     return ret == 0;
}

bool signal()
{
    return pthread_cond_signal(&m_cond) == 0;
}










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源码地址:

https://gitee.com/chenjiabo2022/TinyWebserver.git