写点什么

C 语言实用第三方库 Melon 开箱即用之多线程模型

用户头像
码哥比特
关注
发布于: 2021 年 02 月 17 日
C语言实用第三方库Melon开箱即用之多线程模型

本文转载自本人头条号:https://www.toutiao.com/i6928959491274703371/

转载请注明出处,感谢!


在之前的文章中(开发利器——C 语言必备实用第三方库),笔者介绍了一款 Linux/UNIX 下 C 语言库 Melon 的基本功能,并给出了一个简单的多进程开箱即用的例子。


本文将给大家介绍 Melon 中多线程的使用方法。


之前的文章中提到过,在 Melon 中有两种多线程模式:


  • 模块化的多线程模式

  • 线程池


我们将逐一给出实例。


Melon 的 Github 仓库:https://github.com/Water-Melon/Melon


模块化线程


模块化线程是指,每一个线程都是一个独立的代码模块,都有各自对应的入口函数(类似于每一个 C 语言程序有一个 main 函数一样)。


模块要存放于 Melon/threads/目录下。在现有的 Melon 代码中,包含了两个示例模块——haha 和 hello(名字起得有点随意)。下面,我们以这两个模块为例说明模块化线程的开发和使用流程。


*开发流程*


这里有几点注意事项:


  1. 模块的名字:模块的名字将被用于两个地方,一个是配置文件中,一个是模块入口函数名。前者将在使用流程中说明,后者我们马上将以 haha 为例进行说明。

  2. 模块的参数:参数是在配置文件中给出的,这一点我们在使用流程中将会说明。但是需要注意一点,最后一个参数并不是配置文件中给出的,而是框架自动追加的,是主线程与该线程模块通信的 socketpair 套接字。


//haha模块
int haha_main(int argc, char **argv){ int fd = atoi(argv[argc-1]); mln_thread_msg_t msg; int nfds; fd_set rdset; for (;;) { FD_ZERO(&rdset); FD_SET(fd, &rdset); nfds = select(fd+1, &rdset, NULL, NULL, NULL); if (nfds < 0) { if (errno == EINTR) continue; mln_log(error, "select error. %s\n", strerror(errno)); return -1; } memset(&msg, 0, sizeof(msg)); int n = read(fd, &msg, sizeof(msg)); if (n != sizeof(msg)) { mln_log(debug, "write error. n=%d. %s\n", n, strerror(errno)); return -1; } mln_log(debug, "!!!src:%S auto:%l char:%c\n", msg.src, msg.sauto, msg.c); mln_thread_clearMsg(&msg); } return 0;}
复制代码


可以看到,在这个例子中,模块的入口函数名为 haha_main。对于每一个线程模块来说,他们的入口函数就是他们模块的名称(即文件名)+下划线+main 组成的。


这个例子也很简单,就是利用 select 持续关注主线程消息,当从主线程接收到消息后,就进行日志输出,然后释放资源。


与之功能对应的就是 hello 这个模块:


//hello 模块#include <assert.h>  static void hello_cleanup(void *data){    mln_log(debug, "@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@\n");}
int hello_main(int argc, char **argv){ mln_thread_setCleanup(hello_cleanup, NULL); int i; for (i = 0; i < 1; ++i) { int fd = atoi(argv[argc-1]); mln_thread_msg_t msg; memset(&msg, 0, sizeof(msg)); msg.dest = mln_string_new("haha"); assert(msg.dest); msg.sauto = 9736; msg.c = 'N'; msg.type = ITC_REQUEST; msg.need_clear = 1; int n = write(fd, &msg, sizeof(msg)); if (n != sizeof(msg)) { mln_log(debug, "write error. n=%d. %s\n", n, strerror(errno)); mln_string_free(msg.dest); return -1; } } usleep(100000); return 0;}
复制代码


这个模块的功能也很简单,就是向主线程发送消息,而消息的接收方是 haha 模块,即主线程是一个中转站,它将 hello 模块的消息转发给 haha 模块。


在 hello 这个模块中,调用了 mlnthreadsetCleanup 函数,这个函数的作用是:在从当前线程模块的入口函数返回至上层函数后,将会被调用,用于清理自定义资源。


每一个线程模块的清理函数只能被设置一个,多次设置会被覆盖,清理函数是线程独立的,因此不会出现覆盖其他线程处理函数的情况(当然,你也可以故意这样来构造,比如传一个处理函数指针给别的模块,然后那个模块再进行设置)。


*使用流程*


使用流程遵循如下步骤:


  1. 编写框架启动器

  2. 编译链接生成可执行程序

  3. 修改配置文件

  4. 启动程序


我们逐个步骤进行操作:


关于如何安装库,可以参考 Github 仓库说明或者之前的文章。


我们先编写启动器:


//launcher.c
#include "mln_core.h"
int main(int argc, char *argv[]){ struct mln_core_attr cattr; cattr.argc = argc; cattr.argv = argv; cattr.global_init = NULL; cattr.worker_process = NULL; return mln_core_init(&cattr);}
复制代码


这里,我们不初始化任何全局变量,也不需要工作进程,因此都置空即可。


$ cc -o launcher launcher.c -I /usr/local/melon/include/ -L /usr/local/melon/lib/ -lmelon -lpthread
复制代码


生成名为 launcher 的可执行程序。


此时,我们的线程尚不能执行,我们需要修改配置文件:


log_level "none";//user "root";daemon off;core_file_size "unlimited";//max_nofile 1024;worker_proc 1;thread_mode off;framework off;log_path "/usr/local/melon/logs/melon.log";/* * Configurations in the 'exec_proc' are the * processes which are customized by user. * * Here is an example to show you how to * spawn a program. *     keepalive "/tmp/a.out" ["arg1" "arg2" ...] * The command in this example is 'keepalive' that * indicate master process to supervise this * process. If process is killed, master process * would restart this program. * If you don't want master to restart it, you can *     default "/tmp/a.out" ["arg1" "arg2" ...] * * But you should know that there is another * arugment after the last argument you write here. * That is the file descriptor which is used to * communicate with master process. */exec_proc {   // keepalive "/tmp/a";}thread_exec {//    restart "hello" "hello" "world";//    default "haha";}
复制代码


上面是默认配置文件,我们要进行如下修改:


  • threadmode off; -> threadmode on;

  • framework off; -> framework on;

  • thread_exec 配置块中的两项注释去掉


这里,需要额外说明一下:


thread_exec 配置块专门用于模块化线程之用,其内部每一个配置项均为线程模块。


以 hello 为例:


restart "hello" "hello" "world";
复制代码


restart 或者 default 是指令,restart 表示线程退出主函数后,再次启动线程。而 default 则表示一旦退出便不再启动。其后的 hello 字符串就是模块的名称,其余则为模块参数,即入口函数的 argc 和 argv 的部分。而与主线程通信的套接字则不必写在此处,而是线程启动后进入入口函数前自动添加的。


现在,就来启动程序吧。


$ ./launcher
Start up worker process No.1Start thread 'hello'Start thread 'haha'02/14/2021 04:07:48 GMT DEBUG: ./src/mln_thread_module.c:haha_main:42: PID:9309 !!!src:hello auto:9736 char:N02/14/2021 04:07:49 GMT DEBUG: ./src/mln_thread_module.c:hello_cleanup:53: PID:9309 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@02/14/2021 04:07:49 GMT REPORT: PID:9309 Thread 'hello' return 0.02/14/2021 04:07:49 GMT REPORT: PID:9309 Child thread 'hello' exit.02/14/2021 04:07:49 GMT REPORT: PID:9309 child thread pthread_join's exit code: 002/14/2021 04:07:49 GMT DEBUG: ./src/mln_thread_module.c:haha_main:42: PID:9309 !!!src:hello auto:9736 char:N02/14/2021 04:07:49 GMT DEBUG: ./src/mln_thread_module.c:hello_cleanup:53: PID:9309 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@02/14/2021 04:07:49 GMT REPORT: PID:9309 Thread 'hello' return 0.02/14/2021 04:07:49 GMT REPORT: PID:9309 Child thread 'hello' exit.02/14/2021 04:07:49 GMT REPORT: PID:9309 child thread pthread_join's exit code: 0...
复制代码


可以看到,事实上 Melon 中会启动工作进程来拉起其子线程,而工作进程数量由 worker_proc 配置项控制,如果多于一个,则每个工作进程都会拉起一组 haha 和 hello 线程。此外,我们也看到,hello 线程退出后,清理函数被调用。


线程池


线程池的使用则与框架基本无关,全部是对封装好的函数进行调用。


这里我们将配置文件恢复为刚安装好时的默认配置。


我们来看一个简单的例子:


#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include "mln_core.h"#include "mln_thread_pool.h"#include "mln_log.h"
static int main_process_handler(void *data);static int child_process_handler(void *data);static void free_handler(void *data);
int main(int argc, char *argv[]){ struct mln_core_attr cattr; struct mln_thread_pool_attr tpattr;
cattr.argc = argc; cattr.argv = argv; cattr.global_init = NULL; cattr.worker_process = NULL; if (mln_core_init(&cattr) < 0) { return -1; }
tpattr.dataForMain = NULL; tpattr.child_process_handler = child_process_handler; tpattr.main_process_handler = main_process_handler; tpattr.free_handler = free_handler; tpattr.condTimeout = 10; tpattr.max = 10; tpattr.concurrency = 10; return mln_thread_pool_run(&tpattr);}
static int child_process_handler(void *data){ mln_log(none, "%s\n", (char *)data); return 0;}
static int main_process_handler(void *data){ int n; char *text;
while (1) { if ((text = (char *)malloc(16)) == NULL) { return -1; } n = snprintf(text, 15, "hello world"); text[n] = 0; mln_thread_pool_addResource(text); usleep(1000); }}
static void free_handler(void *data){ free(data);}
复制代码


主函数中先对 Melon 框架做了初始化,主要是为了初始化日志,因为配置文件中将不启用框架。然后初始化线程池。


程序功能比较简单,主线程创建资源然后分发资源,子线程拿到资源并日志输出。


所有资源分发以及资源竞争全部封装在函数内部,回调函数只需要做功能逻辑处理即可。


线程池被初始化为最大有 10 个子线程同时处理,若当前某一子线程闲置时间超过 10 秒,则会被回收。


下面我们生成可执行程序并执行:


$ cc -o hello hello.c -I /usr/local/melon/include/ -L /usr/local/melon/lib/ -lmelon -lpthread$ ./hellohello worldhello worldhello worldhello world...
复制代码


此时,执行


$ top -d 1 -H -p PID
复制代码


PID 为 hello 程序的进程 ID,则会看到,偶尔会出现两个线程(如果机器性能较好可能看不到,那么就缩短 usleep 的时间即可)。


------


感谢阅读,欢迎大家留言评论。


再次给出 Melon 的官方 QQ 群:756582294


Github 仓库:https://github.com/Water-Melon/Melon


用户头像

码哥比特

关注

还未添加个人签名 2021.02.16 加入

还未添加个人简介

评论

发布
暂无评论
C语言实用第三方库Melon开箱即用之多线程模型