C++多線程框架-----Mutex互斥和Sem信號量

 

     互斥和信號量是多線程編程的兩個基礎，其原理就不詳細說了，大家去看看操作系統的書或者網上查查吧。

對於互斥的實現，無論什么操作系統都離不開三個步驟

1.初始化互斥鎖

2.鎖操作

3.解鎖操作

 

     對於不同的系統只是實現的函數有一些不同而已，但是功能其實都大同小異，在鎖操作和解鎖操作的時候大部分系統都有超時機制在里面，來保證不會一直鎖在某個地方，我們為了框架簡單，沒有設置超時，進行鎖操作的時候如果得不到鎖，將一直等待在那里。

 

Mutex的基類我們描述如下

class CMutex  
{  
    public:  
        CMutex(const char *pName = NULL);  //初始化鎖  
        ~CMutex();  
        virtual bool Lock()=0;       //鎖操作，純虛函數  
        virtual bool UnLock()=0;  //解鎖操作，純虛函數  
        const char * getName(void) const {  
                return mutex_name;  
            }  
    protected:  
        char       *mutex_name;  //鎖名字  
};  

對於每個系統的實現，都需要完成初始化，鎖操作，解鎖操作三個部分，在linux下，這三個操作都很簡單，就不在這里貼代碼了。

 

同樣，對於信號量Sem，每個系統的實現也大同小異，無非就是

1.初始化信號量

2.發送信號量（信號量+1）

3.接收信號量（信號量-1）

 

Sem基類描述如下

class CCountingSem  
{  
    public:  
        typedef enum {  
                 kTimeout,  
             kForever  
            }Mode;                       
        CCountingSem();     //初始化信號量  
        ~CCountingSem();  
         virtual bool                Get() = 0;  //接收信號量  
        virtual bool                Post(void) = 0;   //發送信號量  
};  

 

同樣，具體實現就不貼代碼了。

當然，對於一個滿足設計模式的系統，新建互斥鎖和信號量的時候當然不能直接new這些類啦，必然還要通過簡單工程來返回，在COperatingSystemFactory類中添加newMutex和newCountingSem方法，通過COperatingSystemFactory對操作系統的判斷來返回相應的實體。

class COperatingSystemFactory  
{  
    public:  
        static COperatingSystem *newOperatingSystem();  
        static CCountingSem  *newCountingSem(unsigned int init=0); //參數是信號量的初始值，一般為0  
        static CMutex      *newMutex(const char *pName=NULL);  
};

好了，有了互斥和信號量，怎么用呢，在main函數中，我們可以先申請好互斥鎖和信號量，如果我們啟了很多線程，如果某幾個之間需要互斥鎖，那我們將申請好的互斥鎖賦值給相應的線程，就可以直接使用了。至於各個線程類，是你自己寫的，只是繼承自CThread而已，里面的成員變量怎么和main中申請的互斥鎖關聯，這就不用說了吧，你把它設置成public賦值也行，設置從private用函數set也行，一切看你啦。

 

有了互斥鎖和信號量，下面就可以起消息隊列了，有了消息隊列，一個最簡單的多線程模型也就完成了。

 

 

github地址：

https://github.com/wyh267/Cplusplus_Thread_Lib

 

參考：http://blog.csdn.net/ygrx/article/details/8963784