C++并发编程框架Theron（4）——Hello world!

闻人昕

2023-12-01

1 前言
　　上一篇博文我主要介绍了Theron框架实践的入门知识，也就是如何搭建Theron框架环境以及各种编译时候的配置选择。从这篇博文开始，我们开始真正去了解如何编写Theron框架的程序。和其他语言学习一样，我们还是以经典的Hello world!打印作为Theron框架学习的入门程序，麻雀虽小五脏俱全，你会通过它学到Theron中线程间消息通信是如何实现的等等基本内容。
2 Hello world!
　　尽管Theron功能十分强大，但是它使用起来也十分简单。Hello world!一个小小例子，大多需要知道的内容就可以提前学习到了。
　　程序中，我们会创建一个简单的actor，当它收到消息自动调动消息处理函数来打印消息内容。此处我们将发送的消息是std::string类型，当actor收到一条std::string消息（程序中正是“Hello world!”），它就会自动立即打印出该内容。程序实现，一开始我们包含主要的Theron头文件：

#include <Theron/Theron.h>

　　接着，我们定义一个Printer actor。每个actor实质就是一个继承自Theron::Actor的C++类：

// 完成打印字符串的Actor 
// 继承自Theron::Actor. 
class Printer : public Theron::Actor 
{ 
public:
    // 结构体, 传递framework给基类 
    Printer(Theron::Framework &framework) : Theron::Actor(framework) 
    { 
        // 注册消息处理函数 
        RegisterHandler(this, &Printer::Print); 
    } 
private:
    // std::string类型的消息处理函数 
    void Print(const std::string &message, const Theron::Address from) 
    { 
        // 打印字符串 
        printf("%s\n", message.c_str()); 
        // 返回一个虚假（dummy）消息来实现同步 
        Send(0, from); 
    } 
};

　　我们可以认为一个actor就是一个具体类型的对象。不像传统的C++对象，actors和调用处后面的程序是并行异步执行的，沟通完全依靠消息。
　　创建一个传统的C++对象，Printer类应该拥有一个公共方法叫做Print()用来接受std::string的参数。但是与之相反，这个叫Printer的actor并不包含公共方法，替换的是注册一个消息处理函数叫做Print()。处理函数是通过Printer构造函数来注册的，并且它会在任何收到一条std::string类型的消息的时候被立即执行。
　　在程序中，Print()消息处理函数会发送一条虚假消息（一个int类型的0值）返回给发送者，用来实现同步。后面我们再讨论原因。
　　上面已经定义了我们自己的actor，让我们在一个简单的程序中使用它：

int main() 
{ 
    // 构造一个framework对象，并且实例化一个Printer的actor由它管理. 
    Theron::Framework framework; 
    Printer printer(framework); 
    // 构造一个receiver对象来接收actor的反馈消息 
    Theron::Receiver receiver; 
    // 发送一条消息给Printer. 
    // 我们传递receiver的地址当做'from'的地址 
    if (!framework.Send( 
        std::string("Hello world!"), 
        receiver.GetAddress(), 
        printer.GetAddress())) 
    { 
        printf("ERROR: Failed to send message\n"); 
    } 
    // 使用虚假消息来实现同步，确保所有线程完成任务
    receiver.Wait();

　　首先我们创建一个Theron::Framework，并且在其中创建一个我们Printer的actor实例。Framework是一个作为actors宿主的管理类，并且这里我们传递它给actor构造函数。
　　我们同时也会创建一个Theron::Receiver类，它可以看做是一位好心人，由于主函数没有当做actor注册的消息，所以它需要一个有家庭地址的“人”替它代收消息，Theron::Receiver类正是干这个活的。它的地址会用来接收actors反馈回来的消息。
　　一切准备完毕，我们发送一条消息“Hello world!”给Printer让其打印。调用Framework::Send()是非阻塞的，它会在发送完消息后立即返回。以此同时，Print()消息处理函数会同步被一个与Printer actor关联的独立线程执行。
　　异步消息传递的使用时Actor模型的核心思想。如果这里是通过一个传统的C++对象完成Printer，其中包含一个Print()方法，会请求一个外线程去同时访问actor的内部状态，使得这个actor变成非线程安全的对象。相反，Actor模型中Printer的内部状态仅可以被用来执行它的消息处理函数的线程所接近。Theron只可以一次执行每个actor的一个消息处理函数，而收到的消息是串行排列来处理的。所以每个actor是与生俱来地线程安全的，甚至当同时通过多个客户端发送多条消息。
　　当通过Framework::Send()发送一条消息，我们需要提供两个地址：一个发送者的地址和一个接收者的地址。这里我们将本地的Receiver作为“from”地址，从而Printer可以发送一条确认消息给receiver，告诉它打印的任务已经完成了。
　　主线程块调用了一次Receiver的Wait()方法，用来等待接收到actor的反馈消息才结束主线程，也就是整个进程。
　　这块我们还是需要好好理解一下为什么需要一个Receiver对象。如果我们没有构造它，那么主线程运行到main()的结尾，从而会在Printer处理消息结束之前开始析构那个actor和framework。这样可能性的出现时因为Printer异步执行，并且与主线程并驾齐驱的。我们通过等待反馈消息的到来引入一些同步：同步actor的消息处理函数的结束来确保线程的结束。
3 小结
　　在这个“Hello world!”实例中，我们通过程序了解了之前理论学习中几个重要的概念：actors，frameworks，messages和receivers。这几个对象是Theron框架简单程序实现的关键，也是复杂程序的基础单元。在后面，我们会接触更多的Theron框架的细节。
　　以上是个人学习记录，由于能力和时间有限，如果有错误望读者纠正，谢谢！
　　转载请注明出处：http://blog.csdn.net/FX677588/article/details/75194617

　　参考文献：
　　Theron框架官网http://www.theron-library.com/

C++并发编程框架Theron（4）——Hello world!

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