在Windows操作系統上
以異步模式調用同步的
Dialogic® Dialogic® 函數的
解決方案

• 概述
  
• 緒言
  
• 問(wèn)題
  
• 解決方案
  線(xiàn)程池
  為什么使用線(xiàn)程池
  Windows*線(xiàn)程池服務(wù)
  Windows線(xiàn)程池服務(wù)特性
  處理同步函數
  向應用程序發(fā)送通知
  平臺無(wú)關(guān)性
  
• 應用實(shí)例
  應用場(chǎng)景
  應用程序初始化
  調用同步函數
  異步方式調用同步函數
  應用程序標準運行時(shí)事件循環(huán)
  
• 結論
  
  

■ 概 述

　　本應用手冊描述了在Windows操作系統上以異步方式調用Dialogic® Dialogic®同步函數的解決方案。首先講解線(xiàn)程及線(xiàn)程池，然后介紹一個(gè)會(huì )議應用的解決方案。

■ 緒 言

　　本文檔介紹的方案普遍適用于任何一種耗時(shí)的，在完成之前阻塞其調用線(xiàn)程的函數。該方案在多線(xiàn)程的應用環(huán)境里利用Dialogic的標準運行時(shí)庫(SRL)進(jìn)行事件管理。你可以使用任何事件管理機制來(lái)替代SRL，但是SRL提供了一個(gè)標準的方法來(lái)管理Dialogic?系統中的事件。

　　想了解更多關(guān)于SRL的信息，請訪(fǎng)問(wèn)：
Voice Software Reference: Standard Runtime Library for Windows at
http://www.Dialogic.com/

　　請注意在試用本應用手冊里介紹的方案之前，建議讀者對同步函數的多線(xiàn)程安全性進(jìn)行測試。本文所述方案僅適用于線(xiàn)程安全的同步函數。

■ 問(wèn)　題

　　絕大多數Dialogic Dialogic函數允許調用者選擇一種函數調用方式，分別是EV_SYNC（同步方式）和EV_ASYNC（異步方式）。但是有些函數只提供一種同步接口。同步函數在執行過(guò)程中會(huì )阻塞調用它的線(xiàn)程或整個(gè)單線(xiàn)程的應用程序，直到函數返回。這種局限性成為了應用開(kāi)發(fā)者非常關(guān)心的問(wèn)題，特別是在高密度的系統中，某些同步函數非常耗時(shí)。這種耗時(shí)的函數限制了應用程序繼續處理其它的邏輯，而只能等待同步函數返回。

圖 1. 同步和異步操作模式

■ 解決方案

　　使用多線(xiàn)程可以異步的執行同步函數。創(chuàng )建一個(gè)新的線(xiàn)程或使用一個(gè)已經(jīng)創(chuàng )建的線(xiàn)程作為工作線(xiàn)程，用來(lái)調用耗時(shí)的同步函數并等待其執行和返回，而應用線(xiàn)程可以繼續處理后面的邏輯。當同步函數返回時(shí)，工作線(xiàn)程發(fā)布一個(gè)SRL事件（稍后說(shuō)明）給應用線(xiàn)程，根據同步函數的返回值傳遞相應的返回碼。

　　一種方法是預先創(chuàng )建一個(gè)工作線(xiàn)程池等待為主應用程序服務(wù)。這樣可以避免創(chuàng )建和結束動(dòng)態(tài)線(xiàn)程的負荷。此時(shí)，線(xiàn)程池里的某個(gè)線(xiàn)程可能專(zhuān)門(mén)用于為池里的其它可用線(xiàn)程分配工作。

　　下面的圖表闡述了這種解決方案的原理和好處。

　　線(xiàn)程池

　　本節介紹如何利用線(xiàn)程實(shí)現本篇應用手冊中建議的解決方案。

　　為什么使用線(xiàn)程池

　　如前所述，使用額外的線(xiàn)程可以讓主應用線(xiàn)程不必去等待同步函數的執行。也就是說(shuō)，應用程序可以繼續處理它的邏輯，而不會(huì )被執行中的同步函數阻塞。

　　但是如果額外的線(xiàn)程是在要調用同步函數的時(shí)候創(chuàng )建的，應用程序就要花費操作系統所需要的時(shí)間去創(chuàng )建這個(gè)線(xiàn)程。更好的解決方法是在應用程序初始化時(shí)預先創(chuàng )建一組工作線(xiàn)程，當應用程序需要時(shí)可以利用它們調用任何的同步函數。這個(gè)池里的工作線(xiàn)程需要由"某個(gè)人"來(lái)管理，為它們分派工作并保持負載平衡。因此在一個(gè)有"n"個(gè)工作線(xiàn)程的池里，你可以指定第一個(gè)線(xiàn)程作為主線(xiàn)程或者控制線(xiàn)程，其它?quot;n-1"個(gè)線(xiàn)程作為用來(lái)調用同步函數的工作線(xiàn)程。

　　Windows*線(xiàn)程池服務(wù)

　　Windows*本身就提供了由操作系統來(lái)進(jìn)行管理的線(xiàn)程池技術(shù)。它根據應用程序的需要動(dòng)態(tài)的創(chuàng )建和刪除線(xiàn)程。可創(chuàng )建的線(xiàn)程數僅受到系統內存的限制。

　　應用程序通過(guò)Windows的函數QueueUserWorkItem來(lái)使用線(xiàn)程池庫。當應用程序第一次調用這個(gè)函數時(shí)，Windows會(huì )創(chuàng )建線(xiàn)程池。池里至少會(huì )有一個(gè)線(xiàn)程被用來(lái)監測其它的線(xiàn)程，并按照應用程序的需要為它們分配工作任務(wù)。

　　預了解更多詳情，請訪(fǎng)問(wèn)http://msdn.microsoft.com/library ，查找QueueUserWorkItem。

　　Windows線(xiàn)程池服務(wù)特性

　　Microsoft Visual Studio* 6.0版本提供的"winbase.h"里沒(méi)有包含函數QueueUserWorkItem的定義。開(kāi)發(fā)者需要按如下所示手工定義這個(gè)函數，或者在包含Visual Studio頭文件之前包含Windows SDK版本的"winbase.h"。

　　extern "C" WINBASEAPI BOOL WINAPI QueueUserWorkItem(
　　　LPTHREAD_START_ROUTINE Function,
　　　PVOID Context,
　　　ULONG Flags
　　);

　　處理同步函數

　　任何同步函數要通過(guò)異步方式調用要開(kāi)發(fā)一個(gè)開(kāi)起來(lái)類(lèi)似的函數， 而且和同步函數有相同的參數。

　　同步函數：
　　long foo(Type1 arg1, Type2 arg2 …, Typen argn)

　　異步方式的同步函數：
　　long ASYNC_foo(Type1 arg1, Type2 arg2 …, Typen argn);

　　按如下所示定義一個(gè)結構用來(lái)封裝函數的參數并傳遞給線(xiàn)程池。如果任何一個(gè)形式參數是指針類(lèi)型的變量，要確保同步函數在工作線(xiàn)程中執行時(shí)該指針是有效的。
　　typedef struct tagFOO {
　　　Type1 arg1;
　　　Type2 arg2;
　　　.
　　　.
　　　.
　　　Typen argn;
　　} DFOO, *PFOO;

　　應用程序按如下所示調用Dialogic函數：
　　// asynchronous invocation
　　if (invokeAsynchronously)
　　{
　　　　rc = ASYNC_foo(arg1, arg2, … , argn);
　　}
　　// synchronous invocation
　　else
　　{
　　　　rc = foo(arg1, arg2, … , argn);
　　}

　　ASYNC_foo的實(shí)現方法：

　　long WINAPI ASYNC_foo(Type1 arg1, Type2 arg2,…, Typen argn)
　　{

　　　　DFOO vContext = {
　　　　　arg1,
　　　　　arg2,
　　　　　.
　　　　　.
　　　　　.
　　　　　argn

　　　　};
　　　　PFOO pvContext = new DFOO (vContext);
　　　　QueueUserWorkItem(THREAD_ASYNC_foo, pvContext,
　　　　　　　WT_EXECUTEINLONGTHREAD);
　　　　return 0;
　　}

　　THREAD_ASYNC_foo是回調函數，會(huì )被Windows線(xiàn)程池服務(wù)選擇的工作線(xiàn)程調用。

　　回調函數的實(shí)現方法：

　　#define ASYNC_EVENT_FOO 0x10000
　　void THREAD_ASYNC_foo(void* pvContext)
　　{
　　　　long rc = 0;
　　　　PFOO pContext = (PFOO)pvContext;
　　　　rc = foo(pContext->arg1, pContext->arg2, …, pContext->argn);
　　　　// the synchronous function has returned;
　　　　// post an event to the appln
　　　　sr_putevt(devh, ASYNC_EVENT_FOO, sizeof(rc), &rc, 0);
　　　　delete pContext;
　　}

　　ASYNC_EVENT_FOO是同步函數foo完成時(shí)發(fā)布給應用程序的SRL用戶(hù)事件。實(shí)際上foo確實(shí)是以同步方式調用的，但是現在僅有線(xiàn)程池中被選中的線(xiàn)程用來(lái)等待該函數完成，而應用程序則可以不受限制的繼續處理它的邏輯。

　　形式參數被封裝在一個(gè)結構里，其占用內存是在程序片斷里動(dòng)態(tài)分配和釋放的。在高密度系統中，可以使用緩沖池來(lái)預先分配內存從而避免動(dòng)態(tài)分配和釋放內存的負荷。

　　向應用程序發(fā)送通知

　　同步函數完成時(shí)，工作線(xiàn)程通過(guò)SRL提供的事件發(fā)布技術(shù)通知應用程序。其它的事件管理方法也可以用來(lái)達到這一目的。

　　SRL主要的功能是提供事件管理的通用接口和所有Dialogic設備的通用功能。SRL負責集中的分發(fā)所有Dialogic設備上產(chǎn)生的事件。通過(guò)SRL，能夠以一種標準的方式處理事件。

　　同步函數完成后，THREAD_ASYNC_foo回調函數使用SRL函數sr_putevt向應用程序發(fā)布一個(gè)預定義的事件。

　　// return code
　　long rc;
　　rc = foo(…);
　　sr_putevt(devh, ASYNC_EVENT_FOO, sizeof(rc), &rc, 0);

　　應用程序接著(zhù)使用某個(gè)SRL等待函數來(lái)等待SRL事件，例如如下所示的sr_waitevt，該函數在指定的時(shí)間段內等待任何事件。

　　// loop infinitely
　　while (1)
　　{

　　　　int ret;
　　　　ret = sr_waitevt(-1 /* wait forever */);
　　　　if (ret != -1)
　　　　{
　　　　　　ProcessEvents();
　　　　}
　　}

　　函數ProcessEvents為應用程序管理事件。所有在應用程序的SRL事件循環(huán)中接收到的事件都是在這個(gè)函數里處理的。該函數僅對接收到的事件進(jìn)行分析和執行事件相關(guān)的處理。

　　void ProcessEvents()
　　{
　　　　long ev;
　　　　long dev;
　　　　void* vp;

　　　　ev = sr_getevttype(0);
　　　　dev = sr_getevtdev(0);

　　　　vp = sr_getevtdatap(0);
　　　　switch (ev)
　　　　{
　　　　case ASYNC_EVENT_FOO:
　　　　　　{
　　　　　　　　long rc;

　　　　　　　　if (rc != 0)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　printf("Error in Device = %d\n", dev); return;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　rc = (long*)vp;
　　　　　　　　.
　　　　　　　　.
　　　　　　　　.

　　　　　　　}
　　　　　　　break;
　　　　default:
　　　　　　{
　　　　　　.
　　　　　　.
　　　　　　.

　　　　　　}
　　　　　　break;
　　　　}
　　}

　　平臺無(wú)關(guān)性

　　本應用手冊介紹的解決方案是在Windows上實(shí)現的。你可以開(kāi)發(fā)一個(gè)平臺無(wú)關(guān)的線(xiàn)程池庫，這樣應用程序就不用關(guān)心底層是什么操作系統了。如果是Windows，這個(gè)庫可以利用Windows自帶的線(xiàn)程池服務(wù)；如果是其它的操作系統，可能要自行實(shí)現線(xiàn)程池技術(shù)。

■ 應用實(shí)例

　　本應用手冊介紹的解決方案是以一個(gè)會(huì )議應用為實(shí)例的。這個(gè)應用程序有兩個(gè)參數。
　　模式: 0 = 同步; 1 = 異步
　　會(huì )議方數

　　應用場(chǎng)景

　　應用程序創(chuàng )建一個(gè)用戶(hù)提供方數的會(huì )議。第一方播放一個(gè)文件，其余各方錄制該文件。應用程序運行在異步模式演示了異步調用方式。函數dcb_estconf和dcb_addtoconf例證了這種方案。這兩個(gè)函數是Dialogic R4 API的一部分，它們只能提供同步的調用模式。但是這個(gè)應用程序演示了一個(gè)開(kāi)發(fā)者如何用異步方式來(lái)調用這些函數。

　　應用程序初始化

　　int main(int argc, char* argv[])
　　{
　　　　int iIndex = 0;
　　　　short iIterator = 0; // to access global arrays
　　　　// collect command line parameters
　　　　.
　　　　.
　　　　.
　　　　if (async)
　　　　{
　　　　　　// initiale thread pool library
　　　　　　.
　　　　　　.
　　　　　　.
　　　　}

　　　　else
　　　　{
　　　　　　.
　　　　　　.
　　　　　　.
　　　　}

　　　　// Perform Application specific initializations
　　　　.
　　　　.
　　　　.
　　　　// Open all voice resources
　　　　.
　　　　.
　　　　.

　　　　// Open a conference resource
　　　　.
　　　　.
　　　　.

　　　　// Put up to 4 parties in conference
　　　　iIterator = 0;
　　　　if(-1 == EstablishConf(iIterator,
　　　　　　((nConfItems <= 4) ? nConfItems : 4)))
　　　　{
　　　　　　printf("dcb_estconf for Host failed\n");
　　　　}
　　　　// Start Infinite App Main Loop
　　　　if (async)　
　　　　{
　　　　　　while (1)
　　　　　　{
　　　　　　　　int ret;
　　　　　　　　/* wait forever */
　　　　　　　　ret = sr_waitevt(-1);
　　　　　　　　if (ret != -1)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　ProcessEvents(); }
　　　　　　　　}
　　　　　　}
　　　　　　// Note: In async mode, we'll never reach here
　　　　　　// Following code only executes in sync mode
　　　　　　// Put everyone else in the Conference
　　　　　　if (nConfItems > 4)
　　　　　　{
　　　　　　　　AddToConf(4, nConfItems-4));
　　　　　　}
　　　　　　　　StartConferencing();
　　　　　　　　.
　　　　　　　　.
　　　　　　　　.

　　}

　　調用同步函數

　　每個(gè)同步函數foo的異步形勢可能是ASYNC_foo。兩種函數應該有相同形勢的參數。

　　if (async)
　　{

　　　　rc = ASYNC_dcb_estconf(g_arpConfDevice,
　　　　　　&g_arpCDT[a_sCounter],
　　　　　　a_sItemsInConference, MSCA_ND,
　　　　　　&g_arpConfID);

　　}
　　else
　　{

　　　　rc = dcb_estconf(g_arpConfDevice,
　　　　　　&g_arpCDT[a_sCounter],
　　　　　　a_sItemsInConference, MSCA_ND,
　　　　　　&g_arpConfID);

　　}

　　異步方式調用時(shí)，返回碼僅表示這項工作已被成功的傳遞給工作線(xiàn)程。實(shí)際的錯誤返回碼將在同步函數完成時(shí)由工作線(xiàn)程發(fā)送到應用程序的事件循環(huán)里。

　　異步方式調用同步函數

　　為了完成讓工作線(xiàn)程調用同步函數的任務(wù)，異步形勢的函數必須把函數參數封裝在一個(gè)結構里，為這個(gè)結構分配內存，然后使用Windows API QueueUserWorkItem把一項用戶(hù)工作發(fā)送給線(xiàn)程池庫。

　　typedef struct tagDCB_ESTCONF {
　　　　int devh;
　　　　MS_CDT* cdt;
　　　　int numpty
　　　　int confattr;
　　　　int* confid;
　　} DCB_ESTCONF, *PDCB_ESTCONF;
　　long WINAPI ASYNC_dcb_estconf(int devh, MS_CDT* cdt, int numpty,
　　　　int confattr, int* confid)
　　{
　　　　DCB_ESTCONF vContext = {
　　　　devh,
　　　　cdt,
　　　　numpty,
　　　　confattr,
　　　　confid

　　　　};
　　　　PDCB_ESTCONF pvContext = new DCB_ESTCONF(vContext);

　　　　QueueUserWorkItem(THREAD_ASYNC_dcb_estconf, pvContext,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　WT_EXECUTEINLONGTHREAD);
　　　　return 0;
　　}
　　void THREAD_ASYNC_dcb_estconf(void* pvContext)
　　{
　　　　long rc = 0; PDCB_ESTCONF pContext = (PDCB_ESTCONF)pvContext;
　　　　rc = dcb_estconf(pContext->devh, pContext->cdt, pContext->numpty, 　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　pContext->confattr, pContext->confid);
　　　　sr_putevt(pContext->devh, DCB_EVENT_ESTCONF, sizeof(rc), &rc, 0); delete pContext;
　　}

　　應用程序標準運行時(shí)事件循環(huán)

　　下面這段代碼提供了本應用手冊所討論的會(huì )議應用的事件管理實(shí)例。

　　void ProcessEvents()
　　{
　　　　long ev;
　　　　void* vp;

　　　　ev = sr_getevttype(0);
　　　　vp = sr_getevtdatap(0);

　　　　switch (ev)
　　　　{
　　　　case DCB_EVENT_ESTCONF:

　　　　　　{
　　　　　　　　long rc; rc = (long*)vp;
　　　　　　　　if (rc != 0)
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　printf("Error\n"); return;
　　　　　　　　}

　　　　　　　　// Put everyone else in the Conference
　　　　　　　　if (nConfItems > 4)
　　　　　　　　{

　　　　　　　　　　AddToConf(4, nConfItems-4);
　　　　　　　　}
　　　　　　　　else
　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　StartConferencing();
　　　　　　　　}

　　　　　　}
　　　　　　break;
　　　　　　case DCB_EVENT_ADDTOCONF:

　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　long rc;
　　　　　　　　　　rc = (long*)vp;

　　　　　　　　　　if (rc != 0)
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　printf("Error\n");
　　　　　　　　　　　　return;

　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　static int partiesInConf = 4;
　　　　　　　　　　if (++partiesInConf == nConfItems)
　　　　　　　　　　{
　　　　　　　　　　　　StartConferencing();
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　}
　　　　　　　　break;

　　　　　　　　.
　　　　　　　　.
　　　　　　　　.
　　　　　　　　default:

　　　　　　　　{
　　　　　　　　}
　　　　　　　　break;

　　　　　　}
　　}

■ 結 論

　　在一個(gè)簡(jiǎn)單的32方會(huì )議應用實(shí)例的測試運行中，同步模式調用阻塞了應用程序達3545毫秒。與此相反，異步模式僅僅阻塞了應用程序421毫秒。換言之，本應用手冊介紹的方案幫助應用程序以相當于同步方式12%的時(shí)間處理了同步函數。在大多數應用中，這段寶貴的時(shí)間可以用來(lái)處理其它的應用邏輯。該測試系統的規范如下：

• 系統版本: Dialogic Dialogic SR 5.1.1 FP1 for Windows
  
• 操作系統: Windows 2000 SP 3
  
• 處理器速度: 500 MHz
  
• 內存: 128 MB
  
• Dialogic Dialogic板卡: DM/V1200A-4E1, DM/V1200-4E1

　　與了解更多詳情，請訪(fǎng)問(wèn)Dialogic網(wǎng)站http://www.Dialogic.com/.

[ 全文英文版 ]

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