多线程C应用程序框架或模式

Question

我一直在研究一个多线程C（Linux）应用程序 - 一个录像机，它有线程用于音频和视频捕获，编码，多路复用和写入。

我开始使用pthread操作临时将它放在一起，但是现在我正在尝试扩展它以支持更多的状态并重构代码块，这些代码块与锁定，设置标志和信号发送一样重复出现条件，等等。

到目前为止，我提出的是这样的事情：

• 每个线程都应该有一个互斥锁和两个条件 - 一个用于唤醒线程，另一个用于表示线程已经完成了另一个线程可能正在等待的工作。
• 数据队列由某个线程“拥有”并使用该线程的锁保护。
• 每个线程都需要“活动”和“非活动”状态的概念，以及在完成这些状态和信号之间移动的能力。

我打算将公共元素存储在一个struct中，并且有一个结构数组，我可以循环来启动，检查和停止所有线程。

由于这变成了一个更通用的线程支持模型，我认为我正在重新发明轮子，所以我会问这里是否应该应用一些众所周知的模式。

Answer 1

您的想法让我想起了许多在QP状态机框架中实现的主动对象计算模型。具体来说，QP / C和QP / C ++框架已经移植到POSIX（包括Linux，BSD等）。该端口已在应用说明“QP和Linux”中详细介绍，可在以下位置获取：http://www.state-machine.com/linux/AN_QP_and_Linux.pdf。

以下是Linux的QP端口的亮点：

• 每个状态机都在自己的p线程中执行。使用互斥锁和条件变量实现的事件队列上的p线程块。当事件队列收到事件时，线程解除阻塞，并且该事件由与该线程关联的状态机处理。 （这是众所周知的主动对象计算模型。）

• 事件队列归活动对象线程所有。

• 每个线程都有整个分层状态机，因此它可以具有“活动”或“非活动”状态。分层状态机（UML状态图）允许您指定更高级别状态的操作和转换，并且在嵌套状态下重用这种行为。这抵消了传统FSM的状态转换“爆炸”。