Question

我正在为Linux平台实现多线程C ++程序，我需要一个类似于WaitForMultipleObjects（）的功能。

在搜索解决方案时，我观察到有些文章描述了如何在Linux中使用示例实现WaitForMultipleObjects（）功能，但这些示例不满足我必须支持的场景。

我的情况非常简单。我有一个守护进程，主线程将一个方法/回调暴露给外部世界，例如暴露给DLL。 DLL的代码不在我的控制之下。相同的主线程创建一个新线程“线程1”。线程1必须执行一种无限循环，它将在其中等待关闭事件（守护程序关闭）或它将等待通过上面提到的公开方法/回调发出信号的数据可用事件。

简而言之，线程将等待关闭事件和数据可用事件，如果发出关闭事件，则等待将满足并且循环将被破坏或者如果数据可用事件被发出信号，则等待将满足并且线程将执行业务处理

在Windows中，它似乎很直接。下面是我的方案的基于MS Windows的伪代码。

//**Main thread**

//Load the DLL
LoadLibrary("some DLL")

//Create a new thread
hThread1 = __beginthreadex(..., &ThreadProc, ...)

//callback in main thread (mentioned in above description) which would be called by the     DLL
void Callbackfunc(data)
{
    qdata.push(data);
    SetEvent(s_hDataAvailableEvent);
}

void OnShutdown()
{
    SetEvent(g_hShutdownEvent);
    WaitforSingleObject(hThread1,..., INFINITE);
    //Cleanup here
}

//**Thread 1**

unsigned int WINAPI ThreadProc(void *pObject)
{
    while (true)
    {

        HANDLE hEvents[2];
        hEvents[0] = g_hShutdownEvent;
        hEvents[1] = s_hDataAvailableEvent;

        //3rd parameter is set to FALSE that means the wait should satisfy if state of  any one of the objects is signaled.
        dwEvent = WaitForMultipleObjects(2, hEvents, FALSE, INFINITE);
        switch (dwEvent) 
        {   
            case WAIT_OBJECT_0 + 0: 
            // Shutdown event is set, break the loop
            return 0;   

            case WAIT_OBJECT_0 + 1:
            //do business processing here
            break; 

            default: 
            // error handling
        }
    }
}

我想为Linux实现相同的功能。根据我对Linux的理解，它有完全不同的机制，我们需要注册信号。如果终止信号到达，则进程将知道它即将关闭但在此之前，进程必须等待正在运行的线程正常关闭。

Answer 1

在Linux中执行此操作的正确方法是使用条件变量。虽然这与Windows中的WaitForMultipleObjects不同，但您将获得相同的功能。

使用两个bool来确定是否有可用数据或必须关闭。然后让关闭功能和数据功能都相应地设置bool，并发出条件变量信号。

#include <pthread.h>

pthread_cond_t cv = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

pthread_t hThread1; // this isn't a good name for it in linux, you'd be 
                    // better with something line "tid1" but for 
                    // comparison's sake, I've kept this

bool shutdown_signalled;
bool data_available;

void OnShutdown()
{
    //...shutdown behavior...
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    shutdown_signalled = true;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    pthread_cond_signal(&cv);
}

void Callbackfunc(...)
{
    // ... whatever needs to be done ...
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    data_available = true;
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
    pthread_cond_signal(&cv);
}


void *ThreadProc(void *args)
{
    while(true){
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while (!(shutdown_signalled || data_available)){
            // wait as long as there is no data available and a shutdown
            // has not beeen signalled
            pthread_cond_wait(&cv, &mutex);
        }
        if (data_available){
            //process data
            data_available = false;
        }
        if (shutdown_signalled){
            //do the shutdown
            pthread_mutex_unlock(&mutex);
            return NULL;
        }
        pthread_mutex_unlock(&mutex); //you might be able to put the unlock
        // before the ifs, idk the particulars of your code
    }
}
int main(void)
{
    shutdown_signalled = false;
    data_available = false;
    pthread_create(&hThread1, &ThreadProc, ...);
    pthread_join(hThread1, NULL);
    //...
}

我知道windows也有条件变量，所以这看起来不应该太陌生。我不知道windows对它们有什么规则，但是在POSIX平台上wait需要在while循环内部，因为可能会发生“虚假唤醒”。

Answer 2

如果您希望编写unix或linux特定代码，则可以使用不同的API：

pthread：提供线程，互斥，条件变量
IPC（进程间通信）机制：互斥，信号量，共享内存
信号

对于线程，第一个库是必需的（Linux上有较低级别的系统调用，但它更繁琐）。对于事件，可以使用这三个。

系统关闭事件生成终止（SIG_TERM）和终止所有相关进程的kill（SIG_KILL）信号。因此，也可以通过这种方式启动单个守护程序关闭。游戏的目标是捕获信号，并启动进程关闭。重点是：

信号机制是以不必等待它们的方式制作的

只需使用sigaction安装一个所谓的处理程序，系统将完成剩下的工作。
信号设置为进程，任何线程可以拦截它（处理程序可以在任何上下文中执行）

因此，您需要安装信号处理程序（请参阅sigaction(2)），并以某种方式将信息传递给应用程序必须终止的其他线程。

最方便的方法可能是拥有一个全局互斥锁保护标志，所有线程都会定期查询。信号处理程序将设置该标志以指示关闭。对于工作线程，它意味着

告诉远程主机服务器正在关闭，
在阅读时关闭其套接字
处理所有剩余的已接收命令/数据并发送答案
关闭套接字
出口

对于主线程，这将意味着在工作线程上启动连接，然后退出。

此模型不应干扰正常处理数据的方式：对select或poll的阻止调用将在信号被捕获时返回错误EINTR，并且对非阻塞调用，线程正在定期检查标志，所以它也可以工作。

C ++：Linux平台上的线程同步方案

2 个答案: