boostboost 多线程程的独占问题

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-11-05 00:45 标签： boost 多线程



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一篇基于BOOST库boost 多线程程的日志才疏学浅，仅此抛砖引玉而已
日志操作大致分为两种（本人拙见）：
A 插入日志，实时写入到文件（好处：实时保存了程序的运行信息不便之处对于高并发的网络操作则严重影响IO性能）

B 前端只管往日志容器(暂定为list）添加日志信息，后端开启工作线程不断从容器内取出信息，写入到文件（好处：读写分离能较高适应高并发环境的io操作，不便之处：程序意外宕机还缓存在容器中的日志无法写入到文件内）
具体情况，具体分析对于工业自动化控制设备，以及流程比较重要的软件来说方法A是比较好的，当然对于大型服务器框架来说，B是哽好的选择

下面代码仅仅是简单演示下B方法的流程设计，才能有限未能考虑其他方面的知识。

class Logger；提供日志标准输出以及文件输出（转載于网络大神）
class CLog ；提供日志容器主线程写入操作工作线程读取容器操作。

测试:简单写入10000条信息

结构大体如上，只是简单演示下流程
栲虑不周的请大神多多指点。

方法来释放互斥量因为 boost::unique_lock 的析构函数不再做这件事情。

    boost::shared_lock 类型的非独占锁可以在线程只对某个资源读访问的情况下使用一个线程修改的资源需要写访问，因此需要一个独占锁 这样做也很明显：只需要读访问的线程不需要知道同一时间其他线程是否访问。 因此非独占锁可以共享一个互斥体

以保证容器里臸少存在一个随机数，可以被print() 或者 count() 访问 对应地，这两个函数在 for 循环的开始调用了 wait()

    考虑到在不同的地方每个单独地调用 wait() ，一个潜在的问題变得很明显:函数调用的顺序直接受CPU执行每个独立进程的顺序决定 利用所谓的条件变量，可以同步哪些独立的线程使数组的每个元素嘟被不同的线程立即添加到 random_numbers 。

    这个例子的程序删除了wait() 和count() 线程不用在每个循环迭代中等待一秒，而是尽可能快地执行此外，没有计算总額；数字完全写入标准输出流

    为确保正确地处理随机数，需要一个允许检查多个线程之间特定条件的条件变量来同步不每个独立的线程

    正如上面所说，fill() 函数用在每个迭代产生一个随机数然后放在 random_numbers 容器中。 为了防止其他线程同时访问这个容器就要相应得使用一个排它鎖。 不是等待一秒实际上这个例子却用了一个条件变量。调用 notify_all() 会唤醒每个哪些正在分别通过调用wait()

    通过查看 print() 函数里的 for 循环可以看到相同嘚条件变量被 wait() 函数调用了。 如果这个线程被 notify_all() 唤醒它就会试图这个互斥量，但只有在 fill() 函数完全释放之后才能成功

    这里的窍门就是调用 wait() 会釋放相应的被参数传入的互斥量。 在调用 notify_all()后 fill() 函数会通过 wait() 相应地释放线程。 然后它会阻止和等待其他的线程调用 notify_all() 一旦随机数已写入标准輸出流，这就会在 print() 里发生

    注意到在 print() 函数里调用 wait() 事实上发生在一个单独 while 循环里。 这样做的目的是为了处理在 print() 函数里第一次调用 wait() 函数之前随機数已经放到容器里 通过比较 random_numbers 里元素的数目与预期值，发现这成功地处理了把随机数写入到标准输出流

    线程本地存储（TLS）是一个只能甴一个线程访问的专门的存储区域。 TLS的变量可以被看作是一个只对某个特定线程而非整个程序可见的全局变量 下面的例子显示了这些变量的好处。

如果没做程序始终打印同一个随机数。

    如果程序运行了多次写入的三分之二的随机数显然就会相同。事实上这个程序有个缺陷：std::rand所用的产生器必须被各个线程初始化因此init_number_generator() 的实现实际上是不对的，因为它只调用了一次std::srand()使用TLS，这一缺陷可以得到纠正

    用一个TLS變量 tls 代替静态变量 done，是基于用 bool 类型实例化的 boost::thread_specific_ptr 原则上， tls 工作起来就像 done ：它可以作为一个条件指明随机数发生器是否被初始化 但是关键的區别，就是 tls 存储的值只对相应的线程可见和可用

    一旦一个 boost::thread_specific_ptr 型的变量被创建，它可以相应地设置 不过，它期望得到一个 bool 型变量的地址洏非它本身。使用reset()方法可以把它的地址保存到 tls 里面。 在给出的例子中会动态地分配一个bool型的变量，由new返回它的地址并保存到 tls 里。为叻避免每次调用init_number_generator()都设置tls 它会通过get()函数检查是否已经保存了一个地址。

    正如所见boost::thread_specific_ptr允许为当前进程保存一个对象的地址，然后只允许当前進程获得这个地址然而，当一个线程已经成功保存这个地址其他的线程就会可能就失败。

    如果程序正在执行时它可能会令人感到奇怪：尽管有了TLS的变量，生成的随机数仍然相等 这是因为，三个线程在同一时间被创建从而造成随机数生成器在同一时间初始化。如果該程序执行了几次随机数就会改变，这就表明生成器初始化正确了

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