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            franksunny的個人技術空間
            獲得人生中的成功需要的專注與堅持不懈多過天才與機會。 ——C.W. Wendte

            Active Object (AO) 框架,是Symbian的基本工作部分。它是為了滿足多個任務同時執行的要求。在 Windows/Unix 平臺上,我們可以不加思索的使用多線程來完成多任務。可是在嵌入式平臺上,系統的資源是有限的。比如CPU、內存都比我們平時用的個人計算機要低。這就要求嵌入式系統能夠合理的使用系統資源。不能頻繁的切換線程或者進程。

            Symbian為這種特別需求設計了Active Object (AO)框架。AO框架是運行于一個線程內部的調度框架。其基本思想就是把一個單線程分為多個時間片,來運行不同的任務

            這和多線程有很大區別。多線程之間是可以被搶占的(由操作系統調度),但是AO框架中的各個任務是不可被搶占的,一個任務必須完成,才能開始下一個任務

            下面是多線程和AO框架的簡單比較:

            多線程                                       AO框架

            可以被搶占                                   不可被搶占

            上下文切換耗費CPU時間                       沒有上下文切換

            由操作系統調度                               由線程自己的AO框架調度

            每個線程都有至少4K Stack.                    AO沒有單獨的Stack.

            操作系統還要分配額外的資源記錄線程            只是一個Active Object.

            Symbian系統本身使用了大量的AO框架來實現一些系統服務。這使得Symbian和其他嵌入式系統相比較,對系統資源的使用更加合理。

            AO框架包括CActiveScheduler CActive (Active Object)。一個線程的所有的Active Object對象都被安裝在該線程的CActiveScheduler對象內.CActiveScheduler對象監控每個Active Object是否完成了當前任務,如果完成了,就調度下一個Active Object來執行。CActiveScheduler根據優先級來調度各個Active Object.

             

            關于CActiveScheduler的創建和安裝,CActive的創建和安裝,和CActive的任務處理,可以參看 SDK 文檔。理解起來不難。下面要說一個比較容易忽略的地方。這對理解AO框架非常重要。

            創建調度器:

            CActiveScheduler * scheduler = new (ELeave) CActiveScheduler;

            CleanupStack::PushL(scheduler);

            CActiveScheduler::Install(scheduler);

             

            運行調度器:

            CActiveScheduler::Start();

             

            停止調度器:

            CActiveScheduler::Stop();

             

            以上代碼都是運行在一個線程中的,一般來講,一個EXE只有一個主線程.

            可是如果真的有2個線程呢?

            為什么在當前線程下調用CActiveScheduler::Start(),CActiveScheduler::Stop()運行/停止的就是當前線程的調度器而不是另一個線程的調度器?

            每個線程都有自己的CActiveScheduler,那么這個CActiveScheduler類是怎么調用CActiveScheduler::Start(),CActiveScheduler::Stop()來運行/停止當前的調度器的呢?

            我們看到Start/Stop并沒有參數.

            打開CActiveScheduler的類定義:

            class CActiveScheduler : public CBase

                {

            public:

                IMPORT_C CActiveScheduler();

                IMPORT_C ~CActiveScheduler();

                IMPORT_C static void Install(CActiveScheduler* aScheduler);

                IMPORT_C static CActiveScheduler* Current();

                IMPORT_C static void Add(CActive* anActive);

                IMPORT_C static void Start();

                IMPORT_C static void Stop();

                IMPORT_C static TBool RunIfReady(TInt& aError, TInt aMinimumPriority);

                IMPORT_C static CActiveScheduler* Replace(CActiveScheduler* aNewActiveScheduler);

                IMPORT_C virtual void WaitForAnyRequest();

                IMPORT_C virtual void Error(TInt anError) const;

            private:

                void DoStart();

                void OwnedStartLoop(TInt& aRunning);

                IMPORT_C virtual void OnStarting();

                IMPORT_C virtual void OnStopping();

                IMPORT_C virtual void Reserved_1();

                IMPORT_C virtual void Reserved_2();

            private:

                // private interface used through by CActiveSchedulerWait objects

                friend class CActiveSchedulerWait;

                static void OwnedStart(CActiveSchedulerWait& aOwner);

            protected:

                inline TInt Level() const;

            private:

                TInt iLevel;

                TPriQue<CActive> iActiveQ;

                };

             

            我們并沒有看到靜態的成員來表示線程,但是卻有一個static函數CActiveScheduler* Current();返回當前線程的調度器.

            現在猜想奧秘就在這個函數是怎么實現的。這個靜態的函數怎么就能得到當前這個運行線程的調度器,而不是別的線程的調度器。我們可以猜想,肯定是Current()內部實現能取到當前線程的標識信息.用這個標識,靜態函數能取到這個線程的CActiveScheduler.這個具體如何實現呢?

            答案就是:當前線程的線程ID可以這樣得到:

            創建一個缺省的線程對象:

            RThread thread;

            取得當前線程的ID:

            TThreadId threadId = thread.Id();

            能得到當前線程的threadId,當然可以得到和當前線程關聯的CActiveScheduler。因此以上兩個問題也就迎刃而解了,在一個線程內調用CActiveScheduler::Start(),CActiveScheduler::Stop()開啟的就是當前線程。

            既然回復了上面的問題,那么我們自然就能明確,在一個線程內是不能通過StartStop函數來開啟和停止另一個線程內的活動對象規劃器CActiveScheduler

             

            補充點其他東西:

            Symbian操作系統中,每個進程都有一個或多個線程。線程是執行的基本單位。一個進程的主線程是在進程啟動時生成的。Symbian屬于搶占式多任務操作系統,這意味著每個線程都有自己的執行時間,直到系統將CPU使用權給予其他線程。當系統調度時,具有最高優先權的線程將首先獲得執行。

            進程邊界是受內存保護的。所有的用戶進程都有自己的內存地址空間,同一進程中的所有線程共享這一空間,用戶進程不能直接訪問其他進程的地址空間。

            每個線程都有它自己的stackheap,這里heap可以是私有的,也可以被其他線程共享。應用程序框架生成并安裝了一個active scheduler,并且為主線程準備了清除棧。如果沒有使用框架(如編寫exe程序)那就要手動生成這些了。

            Symbian操作系統專為單線程應用優化,因此強烈推薦使用“活動對象”代替多線程。

            posted on 2008-10-11 20:34 frank.sunny 閱讀(2686) 評論(2)  編輯 收藏 引用 所屬分類: symbian 開發

            FeedBack:
            # re: 從線程角度看AO框架
            2008-10-12 07:36 | luke
            這個感覺就是一個在用戶層調度的線程,類似所謂的“纖程”概念,不知道是否這樣?  回復  更多評論
              
            # re: 從線程角度看AO框架
            2008-10-12 08:19 | frank.sunny
            @luke
            謝謝luke,你的提點很有用,我對Windows核心編程之前了解的并不多,在你提點下,又去查了下

            進程通常被定義為一個正在運行的程序的實例
            線程是cpu分配的基本單位
            進程是不活潑的。進程從來不執行任何東西,它只是線程的容器。線程總是在某個進程環境中創建的,而且它的整個壽命期都在該進程中。單個進程可能包含若干個線程,所有這些線程都“同時”執行進程地址空間中的代碼。
            這個可能大家都知道的

            纖程是以用戶方式代碼來實現的,內核并不知道纖程,并且它們是根據用戶定義的算法來調度的。由于你定義了纖程的調度算法,因此,就內核而言,纖程采用非搶占式調度方式。
            需要了解的下一個問題是,單線程可以包含一個或多個纖程。就內核而言,線程是搶占調度的,是正在執行的代碼。然而,線程每次執行一個纖程的代碼—你決定究竟執行哪個纖程。
            雖然我不知道symbianOS內核開發的時候是怎么樣的,但是我根據symbian活動對象的原理來分析,的確應該就是“纖程”的影子,再次感謝luke的提點  回復  更多評論
              

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