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C ++でイベント処理を行う適切な方法は何ですか？

次の方法で特定のイベントに応答する必要があるアプリケーションがあります。

void someMethodWithinSomeClass() {
    while (true) {
        wait for event;
        if (event == SomeEvent) {
            doSomething();
            continue;
        }
        if (event == SomeOtherEvent) {
            doSomethingElse();
            continue;
        }
    } 
}

これは実行中のスレッドです。他のいくつかのスレッドでは、操作がイベントを作成して起動します。

上記のメソッド/クラスに到達するためにこれらのイベントを取得するにはどうすればよいですか？ C++でイベント処理を実装するための適切な戦略またはアーキテクチャは何ですか？

c++multithreadingeventsevent-handling
21
Sotirios Delimanolis

C++標準は、イベントにまったく対応していません。ただし、通常、イベントが必要な場合は、それらを提供するフレームワーク内で作業しています（ [〜＃〜] sdl [〜＃〜] 、Windows、Qt、GNOMEなど）および待機する方法のために、それらを派遣して使用します。

それとは別に、 Boost.Signals2 をご覧ください。

10
Max Lybbert

多くの場合、イベントキューは コマンドデザインパターン として実装されます。

オブジェクト指向プログラミングでは、コマンドパターンは、後でメソッドを呼び出すために必要なすべての情報を表現およびカプセル化するためにオブジェクトが使用される設計パターンです。この情報には、メソッド名、メソッドを所有するオブジェクト、およびメソッドパラメーターの値が含まれます。

C++では、メソッドを所有するオブジェクトとメソッドパラメーターの値はヌルファンクター（つまり、引数を取らないファンクター）です。 boost::bind()または C++ 11 lambdas を使用して作成し、boost::functionにラップできます。

次に、複数のプロデューサースレッドと複数のコンシューマースレッドの間にイベントキューを実装する最小限の例を示します。使用法：

void consumer_thread_function(EventQueue::Ptr event_queue)
try {
    for(;;) {
        EventQueue::Event event(event_queue->consume()); // get a new event 
        event(); // and invoke it
    }
}
catch(EventQueue::Stopped&) {
}

void some_work(int n) {
    std::cout << "thread " << boost::this_thread::get_id() << " : " << n << '\n';
    boost::this_thread::sleep(boost::get_system_time() + boost::posix_time::milliseconds(500));
}

int main()
{
    some_work(1);

    // create an event queue that can be shared between multiple produces and multiple consumers
    EventQueue::Ptr queue(new EventQueue);

    // create two worker thread and pass them a pointer to queue
    boost::thread worker_thread_1(consumer_thread_function, queue);
    boost::thread worker_thread_2(consumer_thread_function, queue);

    // tell the worker threads to do something
    queue->produce(boost::bind(some_work, 2));
    queue->produce(boost::bind(some_work, 3));
    queue->produce(boost::bind(some_work, 4));

    // tell the queue to stop
    queue->stop(true);

    // wait till the workers thread stopped
    worker_thread_2.join();
    worker_thread_1.join();

    some_work(5);
}

出力：

./test
thread 0xa08030 : 1
thread 0xa08d40 : 2
thread 0xa08fc0 : 3
thread 0xa08d40 : 4
thread 0xa08030 : 5

実装：

#include <boost/function.hpp>
#include <boost/thread/thread.hpp>
#include <boost/thread/condition.hpp>
#include <boost/thread/mutex.hpp>
#include <boost/smart_ptr/intrusive_ptr.hpp>
#include <boost/smart_ptr/detail/atomic_count.hpp>
#include <iostream>

class EventQueue
{
public:
    typedef boost::intrusive_ptr<EventQueue> Ptr;
    typedef boost::function<void()> Event; // nullary functor
    struct Stopped {};

    EventQueue()
        : state_(STATE_READY)
        , ref_count_(0)
    {}

    void produce(Event event) {
        boost::mutex::scoped_lock lock(mtx_);
        assert(STATE_READY == state_);
        q_.Push_back(event);
        cnd_.notify_one();
    }

    Event consume() {
        boost::mutex::scoped_lock lock(mtx_);
        while(STATE_READY == state_ && q_.empty())
            cnd_.wait(lock);
        if(!q_.empty()) {
            Event event(q_.front());
            q_.pop_front();
            return event;
        }
        // The queue has been stopped. Notify the waiting thread blocked in
        // EventQueue::stop(true) (if any) that the queue is empty now.
        cnd_.notify_all();
        throw Stopped();
    }

    void stop(bool wait_completion) {
        boost::mutex::scoped_lock lock(mtx_);
        state_ = STATE_STOPPED;
        cnd_.notify_all();
        if(wait_completion) {
            // Wait till all events have been consumed.
            while(!q_.empty())
                cnd_.wait(lock);
        }
        else {
            // Cancel all pending events.
            q_.clear();
        }
    }

private:
    // Disable construction on the stack. Because the event queue can be shared between multiple
    // producers and multiple consumers it must not be destroyed before the last reference to it
    // is released. This is best done through using a thread-safe smart pointer with shared
    // ownership semantics. Hence EventQueue must be allocated on the heap and held through
    // smart pointer EventQueue::Ptr.
    ~EventQueue() {
        this->stop(false);
    }

    friend void intrusive_ptr_add_ref(EventQueue* p) {
        ++p->ref_count_;
    }

    friend void intrusive_ptr_release(EventQueue* p) {
        if(!--p->ref_count_)
            delete p;
    }

    enum State {
        STATE_READY,
        STATE_STOPPED,
    };

    typedef std::list<Event> Queue;
    boost::mutex mtx_;
    boost::condition_variable cnd_;
    Queue q_;
    State state_;
    boost::detail::atomic_count ref_count_;
};
12
Maxim Egorushkin

C++ 11とBoostには 条件変数 があります。これらは、あるイベントの発生を待機している別のスレッドのブロックを解除するための手段です。上記のリンクを使用すると、boost::condition_variable、および使用方法を示すコードサンプルがあります。

イベント（キーストロークなど）を追跡する必要があり、FIFO（先入れ先出し）の方法で処理する必要がある場合は、使用または作成する必要があります。他の回答のいくつかで提案されているような、マルチスレッドイベントキューイングシステムの一種。

7
Emile Cormier

C++には、イベントの組み込みサポートがありません。ある種のスレッドセーフタスクキューを実装する必要があります。メインのメッセージ処理スレッドは、このキューからアイテムを継続的に取得して処理します。

これの良い例は、Windowsアプリケーションを駆動する標準のWin32メッセージポンプです。

 int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
 {
   MSG msg;
   while(GetMessage(&msg, NULL, 0, 0) > 0)
   {
     TranslateMessage(&msg);
     DispatchMessage(&msg);
   }
   return msg.wParam;
 }

他のスレッドは、ウィンドウへのメッセージをPostでき、このスレッドによって処理されます。

これはC++ではなくCを使用しますが、アプローチを示しています。

5
Andrew Shepherd