詳談記憶體管理技術（三）、線程模型

　　一、為什麼需要線程模型？

　　記得幾年前，自己寫高精度演算法時，因為需要一個線程安全的後臺（用來保存一些信息），便手動寫了一個線程本地存儲（TLS）（雖然，後來因為改了計算模型，棄用了）；再後來，因為記憶體池的需要，亦手動再寫了一個線程本地存儲（TLS）；很好，這樣一來同一個庫里，竟然有兩套相同的TLS；於是，意識到了什麼地方不對。

　　不只是代碼重覆的問題（其實重覆的不多）；更重要的是，TLS應該是線程模型本身，來提供的功能；但，很可惜，C++並沒有這樣的東西（線程模型）。（PS：我無視了系統提供的TLS...）

　　說了這麼多；只想說一點：為了TLS，為了性能！　　當然，統一的線程模型，會有一個更大的好處：統一且簡潔的多線程介面。

　　二、任務模型

　　和Java類似，線程模型本身派生與任務模型（我的最初版本並不是）；這樣有一個好處：將實例化的線程，當作任務來使用（即：並不通過自身所持有的線程，來執行任務）。在一些情形下，會有這樣的需求。

　　作為最根本的介面，需要足夠的簡單：

class ITask :public Interface{
public:
    virtual void run() = 0;
public:
    virtual void interrupted(){}
public:
    virtual tick_t getWaitingTime()const{
        return 0;
    }
};

　　最重要、也最直白的便是 run() 這個介面函數；其便是我們將要執行的任務本身（所以無需多言）。值得一提的是：interrupted() 其是一個回調函數，用來通知該任務，執行過程中被意外中斷（如拋出異常）。至於 getWaitingTime() 是為線程池準備的，如果你的線程池支持延時執行。

　　三、線程模型

　　首先，要明白兩點：什麼是線程？ 它用來做什麼？？

　　在面向對象里，線程（類）即能夠開啟另外一個線程（相對進程）；而其目的無外乎，用來執行代碼。所以，其包含有兩套邏輯：開啟新線程、被執行的任務介面。所以，便如下：

class Thread :public ITask{
protected:
    void execute();
};

　　其相對於 ITask，只需要提供開啟新線程的介面：execute。調用這個函數，便讓新線程開始執行 run 所定義的任務。

　　當然，還遠不止如此；我們可以提供更多的控制介面：suspend、resume、interrupt（用來中斷線程），以及查詢介面：isStarted、threadID。但，有一個介面，絕不能夠被遺忘：

class Thread :public ITask{
protected:
    void execute();
public:
    void wait();// here~
};

　　一旦線程開始執行；其最上層（Thread的子類）必須等待，該線程停止運行後，才能夠開始析構！！而提供這樣等待的便是：wait。（有GC的語言，沒有這個問題）

　　四、線程本地存儲

　　TLS，在哪裡？？對，我們依舊沒有看到其絲毫的身影。其實，就在 execute 的背後——其開啟新線程的同時，會註冊該新線程，以創建一個新的線程環境（TLS）；同樣，在該線程停止時，將取消註冊，並刪除該環境。

　　這時，我們需要一個全局的線程運行時環境，用來管理所有線程，並存儲相應的TLS（或保存其索引）。

　　當然，有一個問題值得提出：TLS放在哪裡？ 是全局運行時環境，還是線程本身？（操作系統，一般通過線程自身的調用棧，來存放TLS）

　　如果，我們真有一個統一的線程模型，二者都可以選擇。可惜，我們不可能有！主線程，不可能被我們的任何模型所約束（整個程式的第一行代碼執行前，主線程便存在了）。當然，我們可以迴避這個問題，通過完全不使用主線程（即：我們的任何邏輯，都在非主線程里執行）；而且需要相當的小心，比如靜態初始化。

　　所以，唯一的選擇就是，放在全局的運行時環境。這時，我們所見到的大概這樣：

void Thread::execute()
{
    GetServiceAs<ThreadService>()->login();
    ...
}

　　所有的一切，都存放在 ThreadService 里；那麼，如何獲得TLS，自然也是使用：

...
GetServiceAs<ThreadService>()->getLocalAs<XXType>();
...

　　需要註意的一點是，我們並沒有顯示地使用線程ID，來索引；而是在介面內部，通過系統API：GetCurrentThreadId 來獲取當前線程ID。

　　五、其他

　　很多細節問題，我並沒有提及，如：interrupted()，如何使用？

　　是的，我所有的文章里，都沒有“細節”二字；原因有二：並非數十行代碼就能夠明瞭、我的庫並沒有開源。但，相應的，所有的設計過程及細節，都已呈現給各位；只要你不笨，並有一些興趣和耐心，便不難實現（甚至比我所講的更好）。

　　嗯，這次的內容，足夠的少；大概是，“累”了，寫了一些後，並沒有任何同類的人，來進行期待中的交流（主要是期待不同意見）；但，沒有。所以，我將要動筆的概率，大概也將越來越低......

　　至此。