Boost Thread学习笔记四

barrier
barrier类的接口定义如下：

 1 class barrier : private boost::noncopyable   // Exposition only
 2 {
 3 public:
 4   // construct/copy/destruct
 5   barrier(size_t n);
 6   ~barrier();
 7 
 8   // waiting
 9   bool wait();
10 };

barrier类为我们提供了这样一种控制线程同步的机制：
前n - 1次调用wait函数将被阻塞，直到第n次调用wait函数，而此后第n + 1次到第2n - 1次调用wait也会被阻塞，直到第2n次调用，依次类推。
barrier::wait的实现十分简单：

 1 barrier::barrier(unsigned int count)
 2     : m_threshold(count), m_count(count), m_generation(0)
 3 {
 4     if (count == 0)
 5         throw std::invalid_argument("count cannot be zero.");
 6 }
 7 
 8 bool barrier::wait()
 9 {
10     boost::mutex::scoped_lock lock(m_mutex);    // m_mutex is the base of barrier and is initilized by it's default constructor.
11     unsigned int gen = m_generation;    // m_generation will be 0 for call 1~n-1, and 1 for n~2n - 1, and so on
12 
13     if (--m_count == 0)
14     {
15         m_generation++;    // cause m_generation to be changed in call n/2n/
16         m_count = m_threshold;    // reset count
17         m_cond.notify_all();    // wake up all thread waiting here
18         return true;
19     }
20 
21     while (gen == m_generation)    // if m_generation is not changed, lock current thread.
22         m_cond.wait(lock);
23     return false;
24 }

因此，说白了也不过是mutex的一个简单应用。
以下是一个使用barrier的例子：

 1 #include <boost/thread/thread.hpp>
 2 #include <boost/thread/barrier.hpp>
 3 
 4 int i = 0;
 5 boost::barrier barr(3);    // call barr.wait 3 * n times will release all threads in waiting
 6 
 7 void thread()
 8 {
 9     ++i;
10     barr.wait();
11 }
12 
13 int main()
14 {
15     boost::thread thrd1(&thread);
16     boost::thread thrd2(&thread);
17     boost::thread thrd3(&thread);
18 
19     thrd1.join();
20     thrd2.join();
21     thrd3.join();
22 
23     return 0;
24 }

如果去掉其中thrd3相关的代码，将使得线程、一直处于wait状态，进而使得主线程无法退出。

xtime
xtime是boost::thread中用来表示时间的一个辅助类，它是一个仅包含两个成员变量的结构体：

1 struct xtime
2 {
3 //
4     xtime_sec_t sec;
5     xtime_nsec_t nsec;
6 };

condition::timed_wait、thread::sleep等涉及超时的函数需要用到xtime。
需要注意的是，xtime表示的不是一个时间间隔，而是一个时间点，因此使用起来很不方便。为了方便使用xtime，boost提供了一些辅助的xtime操作函数，如xtime_get、xtime_cmp等。
以下是一个使用xtime来执行sleep的例子（跟简单的一句Sleep比起来，实在是太复杂了），其中用到了xtime初始化函数xtime_get：

 1 #include <boost/thread/thread.hpp>
 2 #include <boost/thread/xtime.hpp>
 3 #include <iostream>
 4 
 5 int main()
 6 {
 7     boost::xtime xt;
 8     boost::xtime_get(&xt, boost::TIME_UTC);    // initialize xt with current time
 9     xt.sec += 1;    // change xt to next second
10     boost::thread::sleep(xt);    // do sleep
11 
12     std::cout << "1 second sleep over." << std::endl;
13 
14     return 0;
15 }