开源C语言库Melon：I/O线程模型

本文展示开源C语言库Melon中的I/O线程模型。在Melon中存在三种线程模型，本篇仅对I/O线程模型进行说明。

关于 Melon 库，这是一个开源的 C 语言库，它具有：开箱即用、无第三方依赖、安装部署简单、中英文文档齐全等优势。

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简介

首先简单介绍一些什么是I/O线程模型。这一话题将引入图形界面或移动APP开发进行说明。

在常规的涉及网络通信的图形界面客户端程序（如微信、QQ等等）中，客户端既要负责界面展示，也要负责网络数据传输。然而网络传输操作实际上是会存在拥塞和丢包等不稳定因素，因此就存在了阻塞通信与非阻塞通信。在图形界面的程序开发中，很多图形接口的使用与非阻塞I/O很难融合于一个线程内。因此，如果一个线程即负责图形渲染，又负责IO通信，则会出现界面卡顿甚至卡死。

很显然，这样的人机交互界面很不友好，因此就出现了渲染与IO分离，分为了两个线程。即主线程做界面渲染，子线程做IO通讯。这也就是I/O线程这一名词的由来。

Melon支持I/O线程模型不仅仅是为了图形界面开发的需要，也是为了兼顾一些中间件的开发需要。下面我们来一起看一下其使用。

使用

我们先给出代码，再进行说明。

#include "mln_iothread.h"
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

static void msg_handler(mln_iothread_t *t, mln_iothread_ep_type_t from, mln_iothread_msg_t *msg)
{
    mln_u32_t type = mln_iothread_msg_type(msg);
    printf("msg type: %u\n", type);
}

static void *entry(void *args)
{
    int n;
    mln_iothread_t *t = (mln_iothread_t *)args;
    while (1) {
        n = mln_iothread_recv(t, user_thread);
        printf("recv %d message(s)\n", n);
    }

    return NULL;
}

int main(void)
{
    int i, rc;
    mln_iothread_t t;
    struct mln_iothread_attr tattr;

    tattr.nthread = 1;
    tattr.entry = (mln_iothread_entry_t)entry;
    tattr.args = &t;
    tattr.handler = (mln_iothread_msg_process_t)msg_handler;
    if (mln_iothread_init(&t, &tattr) < 0) {
        fprintf(stderr, "iothread init failed\n");
        return -1;
    }
    for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
        if ((rc = mln_iothread_send(&t, i, NULL, io_thread, 1)) < 0) {
            fprintf(stderr, "send failed\n");
            return -1;
        } else if (rc > 0)
            continue;
    }
    sleep(1);
    mln_iothread_destroy(&t);
    sleep(3);
    printf("DONE\n");

    return 0;
}
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main中的流程大致如下：

1. 初始化I/O线程
2. 对I/O线程发送100万次消息
3. 休眠1秒钟
4. 销毁I/O线程
5. 休眠三秒钟
6. 输出完成并退出

这里对I/O线程初始化说明一下：

struct mln_iothread_attr {
    mln_u32_t                   nthread; //拉起几个I/O线程
    mln_iothread_entry_t        entry; //I/O线程入口函数
    void                       *args; //I/O线程入口参数
    mln_iothread_msg_process_t  handler; //消息处理函数
};
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消息处理函数handler是当主线程或I/O线程调用mln_iothread_recv接收到消息后被调用，用于让用户自定义对消息的处理。

本例中，I/O线程死循环调用mln_iothread_recv接收从主线程发来的消息，然后在该函数中调用回调msg_handler来处理主线程发来的消息。

同时，可以看到初始化属性结构中包含一个名为nthread的属性，表示I/O线程可以有多个。而Melon中的事件分发模型(mln_event.h)是支持多线程的，因此利用I/O线程模型可以实现：基于同一个事件分发模型，多线程处理事件分发模型上的事件的能力。

除此之外，mln_iothread_send还支持了阻塞发送和非阻塞发送。阻塞发送表示，只有对端线程接收了消息，这个函数才会返回，而非阻塞则是发送后不等待对方接收立即返回。

结语

I/O模型现在在Melang脚本语言启动器中被使用，用于使Melang脚本可以启动多个线程来处理脚本程序，有点类似Go中协程在线程间漂移。

欢迎各位对Melon感兴趣的读者访问其Github仓库。

感谢阅读！