c - 多线程 C 应用程序框架或模式

Question

一段时间以来，我一直在开发多线程 C (Linux) 应用程序 - 一种录像机，它具有用于音频和视频捕获、编码、多路复用和写入的线程。

我开始使用 pthread 操作临时将它放在一起，但现在我试图扩展它以支持更多状态并重构代码块，这些代码块作为重复项弹出以处理锁定、设置标志和发出信号条件等。

到目前为止，我想出的是这样的:

• 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，另一个用于指示该线程已完成另一个线程可能正在等待的工作。
• 数据队列由特定线程“拥有”并使用该线程的锁进行保护。
• 每个线程都需要“事件”和“非事件”状态的概念以及在这些状态之间移动并在完成时发出信号的能力。

我计划将公共(public)元素存储在一个结构中，并拥有一个我可以循环启动、检查和停止所有线程的结构数组。

随着这变成一个更通用的线程支持模型，我认为我可能正在重新发明轮子，所以我会在这里询问是否有一些我应该应用的众所周知的模式。

Answer 1

您的想法让我想起了很多在 QP 状态机框架中实现的事件对象计算模型。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”中进行了详细描述，网址为:http://www.state-machine.com/linux/AN_QP_and_Linux.pdf .

以下是 QP 移植到 Linux 的亮点:

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

• 事件队列由事件对象线程拥有。

• 每个线程都有整个层次状态机，因此它可以有“事件”或“非事件”状态。层次状态机(UML 状态图)允许您指定更高级别状态的操作和转换，在嵌套状态中重用此行为。这抵消了传统 FSM 的状态转换“爆炸”。