Moduł Threads

Nagłówek: Threads.hpp
Elementy modułu: Moduł Threads

Ogólne

• Obiektowy
• Przenośny
  • W Windows używa WinAPI
  • W Linux używa pthreads i jego rozszerzeń
• W razie błędów rzuca wyjątki modułu Error Ale wiele funkcji działających na już utworzonych obiektach (Lock, Wait itp.) dla optymalizacji wydajności nie sprawdza błędów.
• Wzorowany na:
  • Na książce "Modern Multithreading" (Carver, Tai, wyd. Wiley)
  • Klasa common::Thread - na języku Java
  • Implementacja common::Cond w Windows - na bibliotece wxWidgets http://www.wxwidgets.org/
  • Implementacja common::Barrier w Windows - na wykładach dr inż. Tomasza Olasa http://icis.pcz.pl/~olas/
• Korzysta z wzorca Pimpl. Dzięki temu nie wystawia do nagłówka żadnych zależności #include.
• Wydajność: Nie jest maksymalna (głównie przez ten Pimpl), ale nie powinna być zła.

Składniki

• common::Thread - klasa wątku

Obiekty synchronizujące:

• common::Mutex - muteks
  • Klasa pomocnicza common::MutexLock i makro MUTEX_LOCK
• common::Semaphore - semafor zliczający
• common::Cond - zmienna warunkowa
• common::Barrier - bariera
• common::Event - zdarzenie (auto-reset lub manual-reset)

Implementacja

           |   Windows                            Linux
-----------+--------------------------------------------------------------------
Mutex      |   CRITICAL_SECTION lub Mutex         pthread_mutex_t
Semaphore  |   Semaphore                          sem_t
Cond       |   (emulowany)                        pthread_cond_t
Barrier    |   (emulowany)                        pthread_barrier_t
Event      |   Event                              (emulowany)

Czego nie ma

• common::Thread: wątków Detached - wszystkie są Joinable. Dlaczego? Ponieważ nie chciało mi się tego pisać. Poza tym nie jest aż tak potrzebne.
• common::Thread: mechanizmu cancelacji Dlaczego? Bo szczegóły są zależne od danego problemu, zwykle to jest niepotrzebne i nie ma sensu zabierać czasu i pamięci na dodatkowe zasoby dla każdego wątku. Kto chce mieć cancelację, może sobie łatwo wstawić do klasy swojego wątku common::Event.
• Semafora binarnego Dlaczego? Bo nie ma go natywnie ani w WinAPI ani w pthreads. Poza tym nie jest aż tak potrzebny, no i nie chce mi się myśleć jak go zrobić.
• RW Lock Dlaczego? Bo to już bardziej zaawansowana sprawa, a ponadto zależna od konkregnego zastosowania. Nie zagłębiałem się w to jeszcze dokładnie.
• common::Event: PulseEvent Dlaczego? Bo nie jest to aż takie potrzebne - jest dziwne, a poza tym nie bardzo wiem jak to zasymulować w common::Event w Linuksie.
• Czekania z określoną zamiast niezdefiniowanej kolejnością wznawiania wątków.
• Zmienne warunkowe: Innych Signaling Disciplines niż Signal-and-Continue: np. Signal-and-Urgent-Wait, Signal-and-Exit, Urgent-Signal-and-Continue (wg książki "Modern Multithreading", Carver, Tai, wyd. Wiley, str. 199).