多线程下的初始化技巧及组件设计

在日常开发中，我们会遇到很多场景，不同的场景有不同的设计实现思路，其实很多时候看似简单的原理，反而很有价值。就像解决活锁的问题那样，最后解决方案是设置不同的超时时间即可。

当服务启动后，需要等待某个线程完成初始化，这种场景比较场景，类似于生产者消费者模型的事件通知。
但是这种场景下，只需要一次信号通知即可。当然了，这种实现方式比较多，我们先用一种最简单的方式去模拟实现一下。

这里假设有个RedisServer的类，这个类是一个线程，将初始化并完成全局参数的加载。然后启动其他业务线程开始正常运行，如下面的示例代码中，Launch方法将启动线程，线程的入口是本类中的onRedisTask方法。

Class RedisServer
{
    public:
        int Init(); //初始化
        void Launch(); //启动线程
        static void onRedisTask(void* para); //启动线程的入口
   public:
       bool is_started = false;
};

在程序启动的过程中，首先需要完成RedisService的创建和初始化，然后启动任务。当RedisService完成数据的加载，则修改is_started变量为true，主线程中的示意代码如下。

......
RedisServer* pService = new RedisServer;
if(pService && pService ->Init()  == 0)
     pService ->Launch();
else 
    return;
qhile(!pService ->is_started); //等待Redis初始化完成
//其他业务线程再初始化，启动……
.......

上面的场景和设计比较简单，但是也适用于很多的业务系统。

那么我们要思考一下，能不能提取设计一个小的通用化组件，将来可以应对
一对多的初始化，也可以应对多对一的初始化场景呢？答案是肯定可以的，接下来我们先简单介绍如何实现。

class CEvent
{
public:
    CEvent() {g_count = 0;};
    ~CEvent() = default;
    void Require(){ __sync_add_and_fetch(&(g_count), 1);};
    void Release(){ __sync_add_and_fetch(&(g_count), -1);};
    void Wait(){ while (g_count == 0); };
private:
    int g_count;
};

上面的类CEvent中，其实就是通过Require方法进行原子操作加1。通过Release方法进行原子减一操作。关于CAS的原子命令，后面我将单独 写篇文章介绍。那么如何使用CEvent类呢？我们一起来看看。

class TaskService_A
{
 public:
    int Init(Event& event)
    {
         event.Require(); //请求一次
         //执行其他事情
    };
    void Run() 
    {
        do_Before();
        event.Release(); //释放一次
        while(true){ .... }
        do_after();
    }
}

在mian线程中将这样使用，请看下面的参考代码。

//main线程中
......
CEvent event;
//启动线程A
TaskService_A* pTaskA = new TaskService_A;
pTaskA->Init(event);
pTaskA->Launch();
//启动线程B
TaskService_A*pTaskB = new TaskService_A;
pTaskB->Init(event);
pTaskB->Launch();
.....省略其他代码.....
event.wait(); //等待其他任务初始化完成

上面的套路是不是很简单，熟悉吗？这就是锁的机制，当申请锁的时候，其实是引用加1，释放锁的时候引用减一。

另外，既然谈到了多线程，在多线程下，回收线程也是一个很重要的事情，linux下有waitpid等函数回收操作。c++中也有Joinable函数，等待线程回收。那么我们也可以通过上面CEvenet的方式，主线程最终阻塞在event.wait方法上，等其他线程收到退出信号，退出后减掉1次，最终也可以实现线程的回收，明白这种设计思路即可，在实际开发中，还可以设置超时时间，其实就是在初始化的时候记录下时间戳，最终等待的时候，wait方法中不断比较超时即可。

正所谓，原理和设计思想都是通用的，这才是我们成长的基本功，也希望大家多积累，总结并完善自己的知识体系。

全文毕！感谢大家阅读！