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按日期归档: 2016-05-17

【任务处理模型、性能相关】windows上窗口循环、单一线程循环、iocp线程任务处理模型比较

下面图分别简易说明三种较常用的任务处理线程模型。

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先说说为什么会来比较这三种任务线程模型,主要还得来于Chromium和手头工作中实际运用的特定问题;这三种任务线程模型在Chromium base的message_loop中都有过实现,且均用在不同的模块中(尽管message_loop中有大部分代码和boost中很像,或者就说直接拷过来的)。不过还是有必要值得讨论下这三种任务线程模型的特点。

 

  • 单一线程循环:

这种模型构造最为简单,除了循环线程外,一般由一个临界、一个事件、和一个可以存放任务的数组或者stl容器组成。

但只可以同一进程内使用,或者经过内存映射后的跨进程通讯(一般没人这么干)。

任何任务的投递均要经历:

1,获取临界

2,往任务池中投递任务

3,激活事件

 

循环线程一般流程:

1,获取临界

2,取出任务池中的任务/等待事件激活

3,处理任务

 

对于循环线程可能会产生态变迁位置:

1,获取临界(虽然临界是用户态对象,但有可能会导致线程挂起等) —>  用户态转内核态

2,等待事件  —>  用户态转内核态

3,事件被激活,线程准备恢复执行    —>  内核态转用户态

 

总结:简单,态切换较少,且可能存在较大的线程时间处于用户态。速度快

 

  • 窗口消息:

*对窗口消息了解不是很多,所以这里只说一下仅有的少量了解。

这种模型构造组成:窗口、消息循环线程、其他辅助(例如要传递一个大内存,可能会用到共享内存等)。

特点:了解windows消息机制就可以用,且可以方便的处理一些和windows消息有关的任务,利用窗口消息分发特点可以很容易的划分任务类型。跨进程。

 

任何任务的投递均要经历:

1,获取窗口真实句柄

2,投递消息给窗口

 

循环线程一般流程:

1,等消息

2,取消息

3,分发消息

对于循环线程可能会产生态变迁位置:

1,等消息  —>   用户态转内核态

2,取消息(可能会出现,因为消息队列是用共享内存实现的,不清楚要不要做加锁操作)     ->   用户态转内核态

3,分发消息(可能,由于一些消息是默认windows消息,或者是消息钩子链上的消息,需要把消息丢回消息链上,让其他进程进行处理)    —>  用户态转内核态

 

  • iocp:

*对iocp了解不是很多,所以这里只说一下仅有的少量了解。

这种模型构造组成:iocp模型、循环线程、其他辅助。

特点:可以方便的处理io相关的任务,内核态会创建一定量的线程数与用户态对应,需要做多次软中断;可跨进程。

任何任务的投递均要经历:

1,获取完成端口真实句柄

2,投递完成端口事件

循环线程一般流程:

1,等事件

2,取事件

3,处理事件

对于iocp线程可能会产生态变迁位置(实际上不全,因为在内核态还需要进行一次APC级别的软中断,iocp这种模型的一个任务流转过程,中断很频繁。详情请参考深入理解windows):

1,等事件  —>   用户态转内核态

2,取事件    ->   用户态转内核态

3,处理事件

由于手头有份代码,当初的作者可能为了简单或者什么原因,借鉴了boost的iocp模型,并形成一个单线程的底层驱动模型。

早在一年前,刚好要在这个模型上面添加一个及时性要求比较的功能时,发现任务处理的及时性不稳定。有时候任务处理很及时,有时候任务处理延时很重。每个任务的消耗都尽量保持在一个相对平均的水平。

在该模型中频繁堆叠较重的任务后,发现原来是该模型任务处理性能不稳定(被测电脑也是个性能较差的电脑)。后来将及时性任务从该框架中剥离出来以后,问题得到了较好的缓解。

最近在boost,刚好手里有代码,就做个简单的测试。简易代码在这

QQ图片20160517113906

QQ图片20160517113920

其中77s对应的图是release下iocp模型,空转1亿次的耗时

其中46s对应的图是release下简单线程模型,空转1亿次的耗时

可见如果只是比较简易线程和iocp模型的话,简易线程的性能会比iocp快不少,但由于特定使用情况,也不能过分的教条。

2016-05-17 | | win, win api, 思考, 编码技巧

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