Chromium 中的多线程机制由 base 库提供,要理解 Chromium 中的多线程机制,首先要理解的概念就是 base::MessageLoop
和 base::TaskScheduler
,它们两个是 Chromium 多线程的基础
1. MessageLoop详解
base::MessageLoop
代表消息循环,它不会主动创建新的线程,默认情况下它使用当前线程(你也可以手动把它 Bind 到指定的线程上),它只负责消息(任务)循环,它提供了 task_runner()
方法用于获取 TaskRunner
对象,你需要使用 TaskRunner::PostTask*()
方法来向该消息循环分发消息,默认情况下这些消息(任务)会在当前线程运行。因此,你可以在当前线程中创建 MessageLoop
并且在当前线程中向它 Post 消息,并且这些消息(任务)会在当前线程执行。
每一个通过base::Thread
创建出来的线程都拥有一个 MessageLoop
,但是主线程(main 函数所在的线程)不是通过base::Thread
来创建的,它又需要处理消息循环,因此需要手动给主线程创建MessageLoop
,这个过程一般在程序的入口处进行。
你可以使用 base::MessageLoopCurrent::Get()
静态方法获取当前线程的MessageLoop
对象,从而使用 base::MessageLoopCurrent::Get()->task_runner()→PostTask*()
方法来创建任务。
一旦你创建了一个 MessageLoop
对象,它会自动 Bind 到当前线程(通过线程依赖的 ThreadLocal 机制来实现)。
比较常规的使用方式可以参考下面:
1 #include "base/logging.h"
2 #include "base/message_loop/message_loop.h"
3 #include "base/message_loop/message_loop_current.h"
4 #include "base/task/post_task.h"
5 #include "base/task/single_thread_task_executor.h"
6 #include "base/task/thread_pool/thread_pool_impl.h"
7 #include "base/task/thread_pool/thread_pool_instance.h"
8 #include "base/threading/thread_task_runner_handle.h"
9 #include "base/timer/timer.h"
10
11 void Hello() {
12 LOG(INFO) << "hello,demo!";
13 }
14
15 int main(int argc, char** argv) {
16 // 创建消息循环
17 base::MessageLoop message_loop;
18 // 也可以使用下面的方法。它们的区别仅在于 MessageLoop 对外暴露了更多的内部接口。
19 // 在当前线程创建一个可执行 task 的环境,同样需要使用 RunLoop 启动
20 // base::SingleThreadTaskExecutor main_task_executer;
21
22 base::RunLoop run_loop;
23
24 // 使用 message_loop 对象直接创建任务
25 message_loop.task_runner()->PostTask(FROM_HERE, base::BindOnce(&Hello));
26 // 获取当前线程的 task runner
27 base::ThreadTaskRunnerHandle::Get()->PostTask(FROM_HERE,
28 base::BindOnce(&Hello));
29
30 // 启动消息循环,即使没有任务也会阻塞程序运行。当前进程中只有一个线程。
31 run_loop.Run();
32
33 return 0;
34 }
2. MessageLoop 的运行流程
3. MessageLoop 的类图
类图中已经介绍了主要类的功能,这里不再赘述,简单总接一下就是:MessageLoop
创建消息/任务循环,并且绑定到当前线程,RunLoop
启动消息循环,调用者通过 TaskRunner
来创建任务。
4. TaskScheduler详解
base::TaskScheduler
直译为任务调度器,也可以叫做线程池,你需要使用它的 static 类型的 Create*()
相关方法来构造它,使用 Start()
方法来启动它,或者通过 CreateAndStartWithDefaultParams()
方法来同时创建并启动线程池。默认情况下他会创建 3 个线程,1 个 Service 线程,2 个 Worker 线程。Service 线程只用来调度延时任务,Worker 线程用来执行任务。Service 线程继承自 base::Thread ,因此它内部也包含了 MessageLoop(每一个 base::Thread 类创建出来的线程都有一个 MessageLoop)。Worker 线程是 TaskScheduler 直接使用 PlatformThread::Create*()
方法创建出来的,因此它不包含 MessageLoop。你可以使用 base::PostTask*()
全局方法来向线程池 Post 任务。
TaskScheduler一般用法如下:
1 #include <base/logging.h>
2 #include <base/message_loop/message_loop.h>
3 #include <base/task/post_task.h>
4 #include <base/task/task_scheduler/task_scheduler.h>
5
6 void Hello()
7 {
8 LOG(INFO)<<"hello,demo!";
9 }
10
11 int main(int argc,char** argv)
12 {
13 // 初始化线程池,会创建新的线程,在新的线程中会创建消息循环 MessageLoop
14 base::TaskScheduler::CreateAndStartWithDefaultParams("Demo");
15
16 // 通过以下方法创建任务
17 base::PostTask(FROM_HERE, base::BindOnce(&Hello));
18 // 或者通过创建新的TaskRunner来创建任务,TaskRunner可以控制任务执行的顺序以及是否在同一个线程中运行
19 scoped_refptr<base::TaskRunner> task_runner_ =
20 base::CreateTaskRunnerWithTraits({base::TaskPriority::USER_VISIBLE});
21 task_runner_->PostTask(FROM_HERE,base::BindOnce(&Hello));
22
23 // 不能使用以下方法创建任务,会导致程序崩溃,因为当前线程没有创建消息循环
24 //base::MessageLoopCurrent::Get()->task_runner()->PostTask(FROM_HERE, base::BindOnce(&Hello));
25
26 // 由于线程池默认不会阻塞程序运行,因此这里为了看到结果使用getchar()阻塞主线程。当前进程中共有4个线程,1个主线程,1个线程池Service线程,2个Worker线程。
27 getchar();
28
29 return 0;
30 }
5. TaskScheduler 的运行流程
6. TaskScheduler 的类图
7. 总结
- 每一个
base::Thread
线程都拥有一个MessageLoop
用来进行任务调度; - 主线程如果需要消息循环,需要自行创建
MessageLoop
; - 由于
MessageLoop
中维护有TaskRunner
,因此你可以通过获取该线程的TaskRunner
来给该线程 Post 任务; - 线程池使用更底层的
PlatformThread::Create*()
来直接创建线程,从而避免每个线程都有 MessageLoop; - 线程池中的任务是通过
base::PostTask*()
创建的; - 线程池使用名为
TaskSchedulerSe
的线程来调度需要延时的任务,不需要延迟的任务会直接放入线程池的任务任务队列; - 通过
TaskRunner
的PostTask*()
方法会将任务Post到TaskRunner
所在的MessageLoop
; - 通过
base::PostTask*()
全局方法默认会将任务Post到线程池中;
8. 参考文献