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4.1 KiB
C++
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#ifndef __Thread_H__
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#define __Thread_H__
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#include "Kernel\Sys.h"
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#include "Core\LinkedList.h"
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class Thread;
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// 线程
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class Thread : public LinkedNode<Thread>
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{
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private:
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bool CheckExpire(); // 检查Sleep是否过期
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void CheckStack(); // 检查栈是否溢出
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public:
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uint ID; // 编号
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cstring Name; // 名称
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uint* Stack; // 栈底
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uint* StackTop; // 栈顶
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uint StackSize; // 栈大小
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typedef enum
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{
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Ready = 0, // 就绪状态，等待调度执行
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Running, // 正在执行状态
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Suspended, // 挂起状态
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Stopped // 停止状态
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} States;
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States State; // 状态
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bool IsReady; // 是否位于就绪队列
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typedef enum
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{
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Lowest, // 最低优先级
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BelowNormal,// 略低
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Normal, // 普通优先级
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AboveNormal,// 略高
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Highest // 最高优先级
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} Priorities;
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Priorities Priority; // 优先级
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Thread(Action callback, void* state = nullptr, uint stackSize = 0x200);
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virtual ~Thread();
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void Start();
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void Stop();
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void Suspend();
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void Resume();
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UInt64 DelayExpire; // 过期时间，单位微秒。睡眠的线程达到该时间后将恢复唤醒
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void Sleep(uint ms); // 睡眠指定毫秒数。
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// 静态管理
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private:
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static bool Inited; // 是否已初始化
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static uint g_ID; // 全局线程ID
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static byte _running; // 就绪队列线程数
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static byte _sleeps; // 正在睡眠的线程数
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static Thread* Free; // 自由线程队列，未得到时间片
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static Thread* Busy; // 正在享受时间片的高优先级就绪队列
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static void Add(Thread* thread);
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static void Remove(Thread* thread);
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static void OnTick(); // 系统滴答时钟定时调用该方法
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static void Init();
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static void OnInit();
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static void OnEnd(); // 每个线程结束时执行该方法，销毁线程
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static byte BuildReady();// 准备就绪队列
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static void Schedule(); // 系统线程调度开始
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static void OnSchedule();
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public:
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static Thread* Current; // 正在执行的线程
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static Thread* Idle; // 空闲线程。最低优先级
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static Thread* Main; // 主线程。略低优先级
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static byte Count; // 线程个数
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static void Switch(); // 切换线程，马上切换时间片给下一个线程
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private:
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static bool CheckPend();
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static void OnSwitch();
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// 线程池
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public:
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//static void QueueUserWorkItem(Func func);
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static void QueueUserWorkItem(Action func, void* param);
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};
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#endif
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/*
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SmartOS基于优先级的抢占式多线程调度
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特性：
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1，支持无限多个线程。线程的增多并不影响切换效率，仅影响创建和停止等效率
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2，支持无限多个动态优先级。数字越大优先级越高，0为最低优先级，支持运行时动态修改
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3，支持单独设定每个线程的栈大小。根据需要合理使用内存
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4，自动检查线程栈空间溢出。设计时检查栈溢出，发布时忽略以提升性能
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5，调度算法采用两个双向链表，其中一个最高优先级就绪队列，调度时根本不需要搜索
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6，支持时间片调度。同等最高优先级线程共同分享时间片
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7，线程完成后自行销毁。
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设计思路：
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1，两个队列，一个就绪队列Busy，包含所有最高优先级就绪线程，一个后备队列Free，包含所有非最高优先级线程和最高优先级非就绪线程。
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2，多线程调度将在就绪队列Busy之中执行，低优先级的线程Free没有机会，除非就绪队列Busy为空，重建就绪队列。切换线程时只需要取Busy的下一个节点即可，如果为空则从头开始，非常高效
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3，线程的创建、停止、挂起、恢复、睡眠都可能会导致重建就绪队列，以确保最高优先级的就绪线程得到优先调度
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4，没有其它处于就绪状态的线程时，系统将CPU资源分配给空闲线程Idle
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5，每个线程有自己的栈空间，多线程调度的关键就是在PendSV中断里面切换将要调度的线程栈，A线程被PendSV中断打断，然后在PendSV中断里面把栈换成B线程，这样子在退出PendSV中断时将会跑到B线程去执行。
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6，切换线程Switch可以由用户调用，也可以由系统滴答时钟调用
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*/
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