Как избежать многопоточности

Вы уже упоминали циклы событий, но я все же считаю, что они являются отличной альтернативой многопоточности для многих приложений, а также служат хорошей базой при добавлении многопоточности позже, если это оправдано.

Предположим, у вас есть приложение, которое должно обрабатывать ввод данных пользователем, данные, полученные через сокет, события таймера и сигналы, например:

• Один многопоточный дизайн будет заключаться в том, чтобы порождать разные потоки для ожидания различных источников событий и синхронизации их действий с некоторым глобальным состоянием по мере поступления событий. Это часто приводит к беспорядочной логике синхронизации и завершения.

• Однопоточная конструкция должна иметь унифицированный цикл обработки событий, который принимает все типы событий и обрабатывает их в том же потоке, в котором они поступают. В системах * nix это можно сделать, например, select(2), poll(2) или epoll(7) (последнее относится к Linux). В последних версиях Linux также есть signalfd(2), timerfd (timerfd_create(2)) и eventfd(2) для точной подгонки дополнительных типов событий в эту модель, а в других модулях вы можете использовать различные приемы, включающие например pipe(2) для сигнализации событий. Хорошая библиотека, которая абстрагирует большую часть этого, - это libevent, который также работает на других платформах.

Помимо того, что не нужно сразу иметь дело с многопоточностью, подход с использованием цикла событий также позволяет добавлять многопоточность позже, если это необходимо для производительности или по другой причине: вы просто позволяете обработчику событий создавать потоки для определенных событий. Хранение всей обработки событий в одном месте часто значительно упрощает дизайн приложения.

Когда вам действительно нужно несколько потоков (или процессов), полезно иметь узкие и хорошо протестированные интерфейсы между ними, например, используя синхронизированные очереди. Альтернативный дизайн для обработчика событий мог бы заключаться в том, чтобы потоки, генерирующие события, отправляли события в очередь событий, из которой обработчик событий затем считывает и отправляет их. Это четко разделяет различные части программы.