跨平臺並行庫的初步設計

上篇日誌提到我想用 ACE 和 Loki 庫設計一個類似 OpenMP 的並行庫，前兩天仔細想了想，勾勒出了大體的框架，以供討論；）

   看下面代碼之前，首先要熟悉 Loki 庫裏面對 Functor 模板類的使用（《 C++ 設計新思維》一書有詳細描述，不過看此書要做好心理準備：）），否則看了也是一頭霧水； ACE 的部分暫未描述出來，先將其隱藏在 ParallelTask 類當中，所以對 ACE 不瞭解也沒關係。

             結合下面代碼，先把各個類的功能說一下：
              （1） 函數Task1、仿函數Task2和類Task3中的成員函數 這三種形式基本列出了C++中具有函數功能的幾種表示形式，而執行一個函數就是執行一項任務。下面都將以任務的概念來描述串行和並行。另外，這裏返回值都 用了void，並且沒有傳入傳出參數是因爲這些都是抽象出來的概念，最終總是有辦法把任務抽象到這幾種形式的。
            
              （2）關於typedef  Loki::Functor<> SerialTask，這裏用了 Loki::Functor<>，詳細的我不解釋了，看書吧，大概的用處就是用了這個模板類，可以把上面三種（實際有更多）函數形式完美的包裝進去，令函數執行 的 預 備工作（準備對象和輸入參數等等這些事情）和執行過程（就是執行函數體）分離開來，這樣我們就可以把任務的準備期和執行期很好的分離，方便宏觀設計。如果 瞭解設計模式中的Command模式，應該會很快領悟到。另外利用一個Chain模板函數，此模板類還可以把各個任務方便的串行起來，以實現串行功能，故 在此將其typedef爲 SerialTask。
            
              （3）關於類 ParallelTask ，顧名思義，這個類就是具有並行功能類，我可以通過其PushTask成員函數方便的把任務塞給它，這些任務都將並行執行。而讓它們何時執行，可以通過調用 operator()來觸發。此類也可以當作一個任務（由衆多小任務組成）來看待，而且有了operator()，也可以方便的交由SerialTask對象來將它與其它任務串行起來。這個類背後的實現會用到ACE，因爲ACE本身具有很強大的跨平臺的多線程庫。

              （4） Sample1_2_3() 、 Sample1_23()  、Sample1_23() 、 Sample123()  是我寫的幾個例子，通過這幾個例子可以更容易理解我的設計意圖。

 

1. void Task1(); 2. struct Task2 3. { 4. void operator()(); 5. }; 6. struct Task3 7. { 8. void MemberFun(); 9. }; 10. typedef Loki::Functor<> SerialTask; 11. 12. class ParallelTask 13. { 14. public: 15. ParallelTask(bool bWait = true); 16. void operator()(); 17. void PushTask(const SerialTask& st); 18. private: 19. vector<SerialTask> m_serialTaskVec; 20. bool m_bWait; 21. }; 22. 23. SerialTask subTask1(Task1); // subTask1對象將會運行Task1（）函數。 24. 25. Task2 t2; 26. SerialTask subTask2(t2); // subTask2對象將會運行t2（），也就是執行t2::operator()。 27. 28. Task3 t3; 29. SerialTask subTask3(&t3, &Task3::MemberFun); // subTask3對象將會t3.MemberFun（）。 30. 31. SerialTask subTask1_2(Chain(subTask1, subTask2)); //subTask1_2對象將會串行執行subTask1和subTask2，也就是先執行Task1（），接着執行t2::operator()。 32. 33. SerialTask subTask1_2_3(Chain(subTask1_2, subTask3)); //subTask1_2_3對象將會串行執行subTask1、subTask2和subTask3，也就是先執行Task1（），接着執行t2::operator()，最後執行t3.MemberFun（）。 34. 35. // 此函數通過調用subTask1_2_3()來串行執行任務1，2，3 36. void Sample1_2_3() 37. { 38. subTask1_2_3(); 39. } 40. 41. // 此函數表示先執行任務1，然後並行執行任務2和3 42. void Sample1_23() 43. { 44. ParallelTask pt; 45. pt.PushTask(subTask2); 46. pt.PushTask(subTask3); 47. 48. SerialTask st(Chain(subTask1, pt)); // 注意此處pt作爲一個串行任務加入進去 49. 50. st(); 51. } 52. 53. // 此函數表示並行執行任務1，2和3 54. void Sample123() 55. { 56. ParallelTask pt; 57. pt.PushTask(subTask1); 58. pt.PushTask(subTask2); 59. pt.PushTask(subTask3); 60. 61. pt(); 62. }