Linux和Windows系統(tǒng)中處理“事件”對(duì)象的函數(shù)

在 Windows 代碼庫(kù)中，有一個(gè)常量INFINITE，它由第二個(gè)參數(shù)傳遞。此常量指示線程無(wú)限期地等待事件。常量在WinBase.h中聲明，定義為0xFFFFFFFF（或 -1）。

此外，Windows代碼還包括WAIT_TIMEOUT。此條件在 Linux 中沒(méi)有表示。實(shí)際上，借助以下功能可以繞過(guò)此限制：

int pthread_tryjoin_np(pthread_t thread, void **retval);

int pthread_timedjoin_np(

pthread_t thread,

void **retval,

const struct timespec *abstime

);

如果您參考pthread_tryjoin_np幫助頁(yè)面，您可以看到EBUSY可能是一個(gè)錯(cuò)誤，并且 WaitForSingleObject無(wú)法通知我們。要了解線程的狀態(tài)并識(shí)別其退出代碼，必須調(diào)用該函數(shù)：

BOOL GetExitCodeThread（HANDLE hThread， PDWORD pdwExitCode）;

退出代碼作為pdwExitCode指向的變量返回。如果在調(diào)用函數(shù)時(shí)線程尚未終止，則STILL_ACTIVE標(biāo)識(shí)符將填充為變量。如果調(diào)用成功，則函數(shù)返回TRUE。

讓我們考慮一個(gè) Linux 的pthread_tryjoin_np函數(shù)用法和Windows 的 GetExitCodeThreadWaitForSingleObject函數(shù)的情況。

#ifdef __PL_WINDOWS__

DWORD dwret;

BOOL bret;

DWORD h_process_command_thread_exit_code;

if (h_process_command_thread != NULL) {

bret = GetExitCodeThread(

h_process_command_thread,

&h_process_command_thread_exit_code

);

if (h_process_command_thread_exit_code == STILL_ACTIVE) {

dwret = WaitForSingleObject(

h_process_command_thread,

5000 // 5000ms

);

switch (dwret) {

case WAIT_OBJECT_0:

// everything from this point on is good break;

case WAIT_TIMEOUT:

case WAIT_FAILED:

default:

SetLastError(dwret);

break;

}

}

}

#endif //__PL_WINDOWS__

#ifdef __PL_LINUX__

int iret;

struct timespec wait_time = { 0 };

if (h_process_command_thread_initialized == 1) {

iret = pthread_tryjoin_np(

h_process_command_thread,

NULL

);

if ((iret != 0) && (iret != EBUSY)) {

//TODO: process the error

}

if (iret == EBUSY) {

clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &wait_time);

ADD_MS_TO_TIMESPEC(wait_time, 5000);

iret = pthread_timedjoin_np(

h_process_command_thread,

NULL,

&wait_time

);

switch (iret) {

case 0:

// everything from this point on is good

break;

case ETIMEDOUT:

case EINVAL:

default:

break;

}

}

}

#endif //__PL_LINUX__

細(xì)心的讀者會(huì)注意到ADD_MS_TO_TIMESPEC是 Linux 操作系統(tǒng)中未表示的宏。 宏被添加到wait_time5000毫秒，但宏實(shí)現(xiàn)不在本文的討論范圍之內(nèi)。還應(yīng)該提到的是，在 Linux 中我們需要引入一個(gè)單獨(dú)的變量h_process_command_thread_initialized，因?yàn)閜thread_t是無(wú)符號(hào)的 long（一般來(lái)說(shuō)），我們無(wú)法驗(yàn)證它。

讓我們總結(jié)一下結(jié)果。Linux 和 Windows 操作系統(tǒng)提供了在應(yīng)用程序內(nèi)部創(chuàng)建線程的機(jī)會(huì)。在Windows操作系統(tǒng)中，類型是HANDLE和Linux-pthread_t。如果在 Linux 操作系統(tǒng)中創(chuàng)建可連接線程，即使我們確定線程已終止，也有必要編寫(xiě)pthread_join。這種做法將幫助我們避免系統(tǒng)資源泄漏。

討論的功能記錄在表 1 中。

表 1.Windows 和 Linux 操作系統(tǒng)中的線程同步函數(shù)。

事件

事件是內(nèi)核對(duì)象變體的實(shí)例。事件通知操作終止，通常在線程執(zhí)行初始化，然后向另一個(gè)線程發(fā)出可以繼續(xù)工作的信號(hào)時(shí)使用。初始化線程將 ?event? 對(duì)象轉(zhuǎn)換為無(wú)信號(hào)狀態(tài)，然后繼續(xù)其操作。完成后，它將事件釋放到信號(hào)狀態(tài)。反過(guò)來(lái)，一直在等待事件將其狀態(tài)更改為信號(hào)的另一個(gè)線程恢復(fù)并再次成為計(jì)劃線程。

讓我們來(lái)看看在Windows和Linux操作系統(tǒng)中處理“事件”對(duì)象的函數(shù)。

在Windows操作系統(tǒng)中，使用CreateEvent函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)“事件”對(duì)象：

HANDLE CreateEvent(

PSECURITY_ATTRIBUTES psa,

BOOL fManualReset,

BOOL fInitialState,

PCSTR pszName

);

讓我們更清楚地關(guān)注fManualReset和fInitialState參數(shù)。BOOL類型的FManualReset參數(shù)通知系統(tǒng)需要?jiǎng)?chuàng)建手動(dòng)重置事件 （TRUE）或自動(dòng)重置事件 （FALSE）。fInitialState參數(shù)確定事件的初始狀態(tài)：已發(fā)出信號(hào) （TRUE）或未發(fā)出信號(hào) （FALSE）。

創(chuàng)建事件后，可以管理狀態(tài)。要將事件轉(zhuǎn)換為信號(hào)狀態(tài)，您需要調(diào)用：

Bool SetEvent（HANDLE hEvent）;

若要將事件狀態(tài)更改為無(wú)信號(hào)，需要調(diào)用：

Bool ResetEvent（HANDLE hEvent）;

要等待事件信號(hào)，您需要使用我們已經(jīng)熟悉的WaitForSingleObject函數(shù)。

在Linux操作系統(tǒng)中，“事件”對(duì)象表示整數(shù)描述符。一個(gè)整數(shù) ?event? 對(duì)象是使用eventfd函數(shù)創(chuàng)建的：

int eventfd（unsigned int initval， int flags）;

initval參數(shù)是一個(gè)內(nèi)核服務(wù)計(jì)數(shù)器。flags參數(shù)是eventfd行為修改所必需的，可以是EFD_CLOEXEC、EFD_NONBLOCK或EFD_SEMAPHORE。如果成功終止，eventfd將返回一個(gè)新的文件描述符，該描述符可用于鏈接eventfd對(duì)象。

與SetEvent類似，我們可以使用eventfd_write調(diào)用：

ssize_t eventfd_write（int fd， const void *buf， size_t count）;

從緩沖區(qū)調(diào)用寫(xiě)入時(shí)，會(huì)將 8 字節(jié)整數(shù)值添加到計(jì)數(shù)器中。最大計(jì)數(shù)器值可以是 64 位無(wú)符號(hào)減 1。如果函數(shù)調(diào)用成功，則返回寫(xiě)入的字節(jié)數(shù)。

在我們討論ResetEvent類似物之前，讓我們看一下輪詢函數(shù)。

#include

int poll（struct pollfd fdarray[]， nfds_t nfds， int timeout）;

輪詢功能允許應(yīng)用程序同時(shí)阻止多個(gè)描述符，并在其中任何一個(gè)準(zhǔn)備好讀取或?qū)懭霑r(shí)立即接收通知。民意調(diào)查工作（一般）可以描述如下：

當(dāng)任何描述符準(zhǔn)備好進(jìn)行輸入-輸出操作時(shí)發(fā)出通知。

如果沒(méi)有任何描述符準(zhǔn)備就緒，請(qǐng)進(jìn)入睡眠模式，直到一個(gè)或多個(gè)描述符準(zhǔn)備就緒。

如果有可用的描述符準(zhǔn)備用于輸入-輸出，請(qǐng)?zhí)幚硭鼈兌粫?huì)阻塞。

返回到步驟 1。

Linux 操作系統(tǒng)為多路復(fù)用輸入輸出提供了三個(gè)實(shí)體：用于選擇（選擇）、輪詢（輪詢）、擴(kuò)展輪詢（epoll）的接口。

那些有使用select經(jīng)驗(yàn)的人可能會(huì)欣賞投票的優(yōu)勢(shì)，它使用更有效的方法，基于位掩碼使用三組描述符。輪詢調(diào)用適用于文件描述符指向的單個(gè)nfdspollfd結(jié)構(gòu)數(shù)組。

讓我們看一下pollfd結(jié)構(gòu)定義：

struct pollfd {

int fd; /* file descriptor */

short events; /* requested events */

short revents; /* returned events */

};

每個(gè)pollfd結(jié)構(gòu)中都指示了一個(gè)將被跟蹤的文件描述符。可以將多個(gè)文件描述符傳遞給輪詢函數(shù)（結(jié)構(gòu)的 pollfd數(shù)組）。fdarray數(shù)組中的元素?cái)?shù)由nfds參數(shù)確定。

為了將我們感興趣的事件傳達(dá)給內(nèi)核，有必要在數(shù)組中每個(gè)元素的事件字段中寫(xiě)入表 2 中的一個(gè)或多個(gè)值。從輪詢函數(shù)返回后，內(nèi)核指定每個(gè)描述符發(fā)生的事件。

表 2.事件和輪詢函數(shù)的revents標(biāo)志的可能值。

參數(shù)超時(shí)定義發(fā)生指定事件的等待時(shí)間。超時(shí)有三種可能的值。

timeout= -1：等待時(shí)間是無(wú)限的（在 WaitForSingleObject中為 INFINITE）。

timeout= 0：等待時(shí)間等于 0，表示需要檢查所有指定的描述符并將控制權(quán)交還給調(diào)用程序。

超時(shí)> 0：等待時(shí)間不超過(guò)超時(shí)毫秒。

在查看了輪詢函數(shù)之后，我們可以得出結(jié)論，在Windows操作系統(tǒng)中，“事件”對(duì)象與WaitForSingleObject類似。

讓我們轉(zhuǎn)到 Linux 的ResetEvent類似物。

#ifdef __PL_LINUX__

struct pollfd wait_object;

uint64_t event_value;

int ret;

if (eventfd_descriptor > 0) { // Descriptor created by eventfd(0,0)

wait_object.fd = eventfd_descriptor;

wait_object.events = POLLIN;

wait_object.revents = 0;

ret = poll(&wait_object, 1, 0); // Do not wait

if (ret < 0) { // Error

} else {

if ((wait_object.revents & POLLIN) != 0) {

iret = eventfd_read(eventfd_descriptor, &event_value);

if (iret != 0) { // Error }

}

}

}

#endif //__PL_LINUX__

最初我們檢查eventfd_descriptor是否大于零[2]（實(shí)際上，這最初是由eventfd函數(shù)創(chuàng)建的，沒(méi)有錯(cuò)誤）。之后，我們初始化pollfd函數(shù)并運(yùn)行輪詢。需要執(zhí)行輪詢以檢查是否有可用的數(shù)據(jù)可供讀取。如果有此類數(shù)據(jù)，我們將讀取它。

通過(guò)上述所有內(nèi)容的鏡頭，讓我們反映表3中的結(jié)果：

表 3.用于處理 Windows 中的事件及其在 Linux 中的類似事件的主要函數(shù)。

審核編輯：郭婷