理解多執行緒管理類 CWorkQueue

有些人會覺得多執行緒無非是，有多少任務就啟動多少執行緒，creadthread，執行完了自己結束就釋放資源了，其實不然。多執行緒是需要管理的，執行緒的啟動、執行、等待和結束都需要管理，執行緒間如何通訊，如何共享記憶體資料，如果保證執行緒間的同步，避免死鎖，都要考慮。

以前做專案時，用過 codeproject 上乙個執行緒管理的** work queue[1]，很好用，也是不錯的學習資料，但對於多執行緒初學者也不是一眼就能看懂的，所以今天打算對這個**做個解讀筆記，可為其它學習者提供乙個參考，也深化自己對多執行緒的理解。關於該類的使用可直接訪問原**。

這個多執行緒管理類為 cworkqueue，使用的是生產者-消費者模式。cworkqueue 建立的每個執行緒都是乙個消費者，生產者是類成員 m_pworkitemqueue。生產者資源由外界使用者通過 insertworkitem 成員函式注入，然後通過 releasesemaphore 通知消費者（即執行緒）處理，消費者執行緒 threadfunc 自建立起始就一直在等待，等待生產者通知，接到有任務通知後，執行緒就執行任務，執行完畢後繼續等待。

主線程通過兩種機制來跟已建立的新執行緒通訊，訊號量 semaphore 和事件 event，semaphore 用於通知新執行緒執行任務，event 用於通知新執行緒結果自己。

1、訊號量 semaphore

由上可知，生產者和消費者使用的通訊機制是訊號量 semaphore。訊號量 semaphore 只有兩種狀態，觸發和未觸發，決定狀態的是當前資源數量，數量大於0表示訊號量處於觸發，等於0表示資源已經耗盡故訊號量處於末觸發。影響當前資源數量的函式有幾個，下面依次介紹。

首先 cworkqueue 在 create 函式中建立了 semaphore 訊號量，並存在成員變數 m_phsincobjectsarray[semaphore_index] 中，訊號量的初始計數為 0，最大計數為 2147483647l。

m_phsincobjectsarray[semaphore_index] = createsemaphore(null,0,long_max,null); //
建立semaphore物件

每當使用者呼叫 insertworkitem 將工作任務插入到佇列（m_pworkitemqueue->push(pworkitem);）後，都要呼叫 releasesemaphore，這會增加訊號量的當前資源計數，該程式裡試加 1。

if (!releasesemaphore(m_phsincobjectsarray[semaphore_index],1
,null))

在 cworkqueue 在 create 函式中還同時建立了執行緒，這些執行緒 threadfunc 自執行時就處於 waitformultipleobjects 狀態。等待函式會檢查訊號量的當前資源計數，如果大於0(即訊號量處於觸發狀態)，減1後返回讓呼叫執行緒繼續執行。乙個執行緒可以多次呼叫等待函式來減小訊號量。執行緒中設定了無限迴圈 for(;;)，因此當執行緒執行完當前處理後會繼續等待訊號量。

//
等待兩個事件
dwwaitresult = waitformultipleobjects(number_of_sync_obj,pworkqueue->m_phsincobjectsarray,false,infinite);

2、事件 event

在 create 函式中建立訊號量 semaphore 的同時，還建立了事件，並存在成員變數中，主要用於通知各執行緒結束執行。

m_phsincobjectsarray[abort_event_index] = createevent(null,true,false,null); //
建立event 事件物件，初始化時為無訊號狀態，使用手動重置為無訊號狀態

當使用者呼叫 destroy 函式，會呼叫 setevent 觸發事件，然後 waitformultipleobjects 等待所有執行緒結束（注意到第三個引數為 true）。然後執行緒函式 threadfunc 探測到這個事件，會從 waitformultipleobjects（注意到第三個引數為 false）返回，執行下面 abort_event_index 處理，結束執行緒。當所有的執行緒結束，接著 destroy 的 waitformultipleobjects 返回，做些清理的工作即結束執行緒管理。

因為訊號量和事件都是 handle，所以該類中把這兩個存在乙個陣列 m_phsincobjectsarray，通過列舉型變數來標識。

3、生產者 m_pworkitemqueue

使用者通過 insertworkitem 插入工作任務到佇列。

bool cworkqueue::insertworkitem(workitembase* pworkitem)

工作任務由要執行緒執行的函式，和 abort 函式，abort 函式用於最後呼叫 destroy 突然終止執行緒時，執行剩餘執行緒的清理工作。

class
workitembase
;

workitembase 需要使用者來繼承，並實現兩個虛函式。

class specificworkitem : public
workitembase
;void   specificworkitem::dowork(void*pthreadcontext)
void
specificworkitem::abort()

這樣在使用者執行 insertworkitem 插入任務到佇列後，通過 releasesemaphore 激發訊號量 semaphore，執行緒 threadfunc 會在 waitformultipleobjects 中探測到 semaphore 的激發狀態，然後獲得佇列中的任務，並刪除佇列中該任務防止其它執行緒重複執行，然後執行使用者的任務 pworkitem->dowork(pthreaddata)，此處 pthreaddata 我沒用到，為 null 。

4、消費者 threadfunc

dword dwthreadid;
pthread_context pthreadscontext ;
//建立所有的執行緒
for(i = 0 ; i < nnumberofthreads ; i++)

5、由消費者執行緒去訪問生產者資源可以看出，同乙個程序的執行緒可共享記憶體。使用者可以通過 specificworkitem 建構函式把資料和函式傳進成員變數和成員函式，通過 insertworkitem 把 specificworkitem 傳進 cworkqueue 的 m_pworkitemqueue，即生產者任務佇列，然後消費者執行緒會獲得通知，並訪問生產者提取任務，執行函式和資料。

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