消息通信過程可以采取輪詢或者中斷兩種方式,本文嘗試對輪詢法的一個缺陷做出分析。
一般輪詢法的框架:
在一般小程序中采取該方法并沒有任何問題,但是,在一個復雜系統中擔負底層通信任務的通訊庫如果設計成這種方式,則會為編程帶來很多困難。
在一個復雜系統中,多線程技術會被廣泛采用。顯然,上面的循環遇到某個消息就處理某個消息,屬于單線程的工作模式。如何使得上面的程序適合多線程處理呢?可以考慮使用信號燈。我們將上面接收數據的線程成為接收線程,使用數據的線程為工作線程。首先工作線程在信號燈上睡眠等待數據,接收線程收到數據后將數據掛入工作線程消息隊列,然后喚醒工作線程。到目前為止,我們已經可以發現 第一個問題 了:系統中需要維護若干信號燈和若干消息隊列。這些工作必須由通信庫使用者來維護。隨著通信庫的用戶量越來越大,用戶的維護開銷也會越來越大。
關于第一個問題,也許還可以茍且忍受。但是,接下來的 第二個問題 會讓問題更加復雜。考慮這樣一種場景:type1和type2兩種消息具有依賴關系,而某個功能的實現需要先接收到type1消息,然后接收到type2消息。我們可以讓實現次功能的工作線程依次等待兩個信號燈即可。但是,如果系統中還存在第三個線程,它也需要使用type1消息呢?此時單一的信號燈已經不能解決問題了!當type1消息到達時,type1消息隊列上的信號燈是喚醒原來的工作線程呢還是喚醒第三個線程?這個問題不解決,要么會丟包,要么會讓代碼內部邏輯混亂。那么,有補救辦法嗎?有!在上面的消息接收線程中進一步細分消息類型,比如,將type1細分成type1_for_thread_work, type1_for_thread_third。此時,接收線程趨向于混雜。一旦系統中類似情況很多的時候,無論是效率還是代碼可維護性,都會受到極大挑戰。
解決上面問題的方法有2種:
1、互斥、阻塞地收發數據包
2、采用多端口,不同的while(1){}針對不同的端口。上層應用通過使用不同的端口來避免消息混雜。
下圖描述了單一端口發存在的問題,以及多端口的優勢。
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