第三章 设计自己TLS类CPP文件 Windows程序设计 王艳平版
2012-08-09 10:41
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///////////////////////////////////////////////////////
// AFXTLS.CPP文件
#include "_AFXTLS_.H"
//---------------------------------------
void CSimpleList::AddHead(void* p)
{
*GetNextPtr(p) = m_pHead;
m_pHead = p;
}
BOOL CSimpleList::Remove(void* p)
{
if(p == NULL)
// 检查参数
return FALSE;
BOOL bResult = FALSE; // 假设移除失败
if(p == m_pHead)
{
// 要移除头元素
m_pHead = *GetNextPtr(p);
bResult = TRUE;
}
else
{
// 试图在表中查找要移除的元素
void* pTest = m_pHead;
while(pTest != NULL && *GetNextPtr(pTest) != p)
pTest = *GetNextPtr(pTest);
// 如果找到，就将元素移除
if(pTest != NULL)
{
*GetNextPtr(pTest) = *GetNextPtr(p);
bResult = TRUE;
}
}
return bResult;
}
//-------------------CThreadSlotData类----------------------//
BYTE __afxThreadData[sizeof(CThreadSlotData)];
// 为下面的_afxThreadData变量提供内存
CThreadSlotData* _afxThreadData; // 定义全局变量_afxThreadData来为全局变量分配空间
struct CSlotData
{
DWORD dwFlags;
// 槽的使用标志（被分配/未被分配）
HINSTANCE hInst;// 占用此槽的模块句柄
};
struct CThreadData : public CNoTrackObject
{
CThreadData* pNext; // CSimpleList类要使用此成员
int nCount;
// 数组元素的个数
LPVOID* pData; // 数组的首地址
};
#define SLOT_USED 0x01 // CSlotData结构中dwFlags成员的值为0x01时表示该槽已被使用
CThreadSlotData::CThreadSlotData()
{
m_list.Construct(offsetof(CThreadData, pNext)); // 初始化CTypedSimpleList对象
m_nMax = 0;
m_nAlloc = 0;
m_nRover = 1;
// 我们假定Slot1还未被分配（第一个槽（Slot0）总是保留下来不被使用）
m_pSlotData = NULL;
m_tlsIndex = ::TlsAlloc();
// 使用系统的TLS申请一个索引
::InitializeCriticalSection(&m_cs);
// 初始化关键段变量
}
int CThreadSlotData::AllocSlot()
{
::EnterCriticalSection(&m_cs);
// 进入临界区（也叫关键段）
int nAlloc = m_nAlloc;
int nSlot = m_nRover;
if(nSlot >= nAlloc || m_pSlotData[nSlot].dwFlags & SLOT_USED)
{
// 搜索m_pSlotData，查找空槽（SLOT）
for(nSlot = 1; nSlot < nAlloc && m_pSlotData[nSlot].dwFlags & SLOT_USED; nSlot ++) ;
// 如果不存在空槽，申请更多的空间
if(nSlot >= nAlloc)
{
// 增加全局数组的大小，分配或再分配内存以创建新槽
int nNewAlloc = nAlloc + 32;
HGLOBAL hSlotData;
if(m_pSlotData == NULL)
// 第一次使用
{
hSlotData = ::GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE, nNewAlloc*sizeof(CSlotData));
}
else
{
hSlotData = ::GlobalHandle(m_pSlotData);
::GlobalUnlock(hSlotData);
hSlotData = ::GlobalReAlloc(hSlotData,
nNewAlloc*sizeof(CSlotData), GMEM_MOVEABLE);
}
CSlotData* pSlotData = (CSlotData*)::GlobalLock(hSlotData);
// 将新申请的空间初始化为0
memset(pSlotData + m_nAlloc, 0, (nNewAlloc - nAlloc)*sizeof(CSlotData));
m_nAlloc = nNewAlloc;
m_pSlotData = pSlotData;
}
}
// 调整m_nMax的值，以便为各线程的私有数据分配内存
if(nSlot >= m_nMax)
m_nMax = nSlot + 1;
m_pSlotData[nSlot].dwFlags |= SLOT_USED;
// 更新m_nRover的值(我们假设下一个槽未被使用)
m_nRover = nSlot + 1;
::LeaveCriticalSection(&m_cs);
return nSlot; // 返回的槽号可以被FreeSlot, GetThreadValue, SetValue函数使用了
}
void CThreadSlotData::FreeSlot(int nSlot)
{
::EnterCriticalSection(&m_cs);
// 删除所有线程中的数据
CThreadData* pData = m_list;
while(pData != NULL)
{
if(nSlot < pData->nCount)
{
delete (CNoTrackObject*)pData->pData[nSlot];
pData->pData[nSlot] = NULL;
}
pData = pData->pNext;
}
// 将此槽号标识为未被使用
m_pSlotData[nSlot].dwFlags &= ~SLOT_USED;
::LeaveCriticalSection(&m_cs);
}
inline void* CThreadSlotData::GetThreadValue(int nSlot)
{
CThreadData* pData = (CThreadData*)::TlsGetValue(m_tlsIndex);
if(pData == NULL || nSlot >= pData->nCount)
return NULL;
return pData->pData[nSlot];
}
void CThreadSlotData::SetValue(int nSlot, void* pValue)
{
// 通过TLS索引得到我们为线程安排的私有存储空间
CThreadData* pData = (CThreadData*)::TlsGetValue(m_tlsIndex);
// 为线程私有数据申请内存空间
if((pData == NULL || nSlot >= pData->nCount) && pValue != NULL)
{
// pData的值为空，表示该线程第一次访问线程私有数据
if(pData == NULL)
{
pData = new CThreadData;
pData->nCount = 0;
pData->pData = NULL;
// 将新申请的内存的地址添加到全局列表中
::EnterCriticalSection(&m_cs);
m_list.AddHead(pData);
::LeaveCriticalSection(&m_cs);
}
// pData->pData指向真正的线程私有数据，下面的代码将私有数据占用的空间增长到m_nMax指定的大小
if(pData->pData == NULL)
pData->pData = (void**)::GlobalAlloc(LMEM_FIXED, m_nMax*sizeof(LPVOID));
else
pData->pData = (void**)::GlobalReAlloc(pData->pData, m_nMax*sizeof(LPVOID), LMEM_MOVEABLE);
// 将新申请的内存初始话为0
memset(pData->pData + pData->nCount, 0,
(m_nMax - pData->nCount) * sizeof(LPVOID));
pData->nCount = m_nMax;
::TlsSetValue(m_tlsIndex, pData);
}
// 设置线程私有数据的值
pData->pData[nSlot] = pValue;
}
void CThreadSlotData::DeleteValues(HINSTANCE hInst, BOOL bAll)
{
::EnterCriticalSection(&m_cs);
if(!bAll)
{
// 仅仅删除当前线程的线程局部存储占用的空间
CThreadData* pData = (CThreadData*)::TlsGetValue(m_tlsIndex);
if(pData != NULL)
DeleteValues(pData, hInst);
}
else
{
// 删除所有线程的线程局部存储占用的空间
CThreadData* pData = m_list.GetHead();
while(pData != NULL)
{
CThreadData* pNextData = pData->pNext;
DeleteValues(pData, hInst);
pData = pNextData;
}
}
::LeaveCriticalSection(&m_cs);
}
void CThreadSlotData::DeleteValues(CThreadData* pData, HINSTANCE hInst)
{
// 释放表中的每一个元素
BOOL bDelete = TRUE;
for(int i=1; i<pData->nCount; i++)
{
if(hInst == NULL || m_pSlotData[i].hInst == hInst)
{
// hInst匹配，删除数据
delete (CNoTrackObject*)pData->pData[i];
pData->pData[i] = NULL;
}
else
{
// 还有其它模块在使用，不要删除数据
if(pData->pData[i] != NULL)
bDelete = FALSE;
}
}
if(bDelete)
{
// 从列表中移除
::EnterCriticalSection(&m_cs);
m_list.Remove(pData);
::LeaveCriticalSection(&m_cs);
::LocalFree(pData->pData);
delete pData;
// 清除TLS索引，防止重用
::TlsSetValue(m_tlsIndex, NULL);
}
}
CThreadSlotData::~CThreadSlotData()
{
CThreadData *pData = m_list;
while(pData != NULL)
{
CThreadData* pDataNext = pData->pNext;
DeleteValues(pData, NULL);
pData = pData->pNext;
}
if(m_tlsIndex != (DWORD)-1)
::TlsFree(m_tlsIndex);
if(m_pSlotData != NULL)
{
HGLOBAL hSlotData = ::GlobalHandle(m_pSlotData);
::GlobalUnlock(hSlotData);
::GlobalFree(m_pSlotData);
}
::DeleteCriticalSection(&m_cs);
}
//---------------------------------------
void* CNoTrackObject::operator new(size_t nSize)
{
// 申请一块带有GMEM_FIXED和GMEM_ZEROINIT标志的内存
void* p = ::GlobalAlloc(GPTR, nSize);
return p;
}
void CNoTrackObject::operator delete(void* p)
{
if(p != NULL)
::GlobalFree(p);
}
//----------------------------CThreadLocalObject 类--------------------------------//
CNoTrackObject* CThreadLocalObject::GetData(CNoTrackObject* (*pfnCreateObject)())
{
if(m_nSlot == 0)
{
if(_afxThreadData == NULL)
_afxThreadData = new(__afxThreadData) CThreadSlotData;
m_nSlot = _afxThreadData->AllocSlot();
}
CNoTrackObject* pValue = (CNoTrackObject*)_afxThreadData->GetThreadValue(m_nSlot);
if(pValue == NULL)
{
// 创建一个数据项
pValue = (*pfnCreateObject)();
// 使用线程私有数据保存新创建的对象
_afxThreadData->SetValue(m_nSlot, pValue);
}
return pValue;
}
CNoTrackObject* CThreadLocalObject::GetDataNA()
{
if(m_nSlot == 0 || _afxThreadData == 0)
return NULL;
return (CNoTrackObject*)_afxThreadData->GetThreadValue(m_nSlot);
}
CThreadLocalObject::~CThreadLocalObject()
{
if(m_nSlot != 0 && _afxThreadData != NULL)
_afxThreadData->FreeSlot(m_nSlot);
m_nSlot = 0;
}
//------------------------------------------
// AFXTLS.CPP文件
#include "_AFXTLS_.H"
//---------------------------------------
void CSimpleList::AddHead(void* p)
{
*GetNextPtr(p) = m_pHead;
m_pHead = p;
}
BOOL CSimpleList::Remove(void* p)
{
if(p == NULL)
// 检查参数
return FALSE;
BOOL bResult = FALSE; // 假设移除失败
if(p == m_pHead)
{
// 要移除头元素
m_pHead = *GetNextPtr(p);
bResult = TRUE;
}
else
{
// 试图在表中查找要移除的元素
void* pTest = m_pHead;
while(pTest != NULL && *GetNextPtr(pTest) != p)
pTest = *GetNextPtr(pTest);
// 如果找到，就将元素移除
if(pTest != NULL)
{
*GetNextPtr(pTest) = *GetNextPtr(p);
bResult = TRUE;
}
}
return bResult;
}
//-------------------CThreadSlotData类----------------------//
BYTE __afxThreadData[sizeof(CThreadSlotData)];
// 为下面的_afxThreadData变量提供内存
CThreadSlotData* _afxThreadData; // 定义全局变量_afxThreadData来为全局变量分配空间
struct CSlotData
{
DWORD dwFlags;
// 槽的使用标志（被分配/未被分配）
HINSTANCE hInst;// 占用此槽的模块句柄
};
struct CThreadData : public CNoTrackObject
{
CThreadData* pNext; // CSimpleList类要使用此成员
int nCount;
// 数组元素的个数
LPVOID* pData; // 数组的首地址
};
#define SLOT_USED 0x01 // CSlotData结构中dwFlags成员的值为0x01时表示该槽已被使用
CThreadSlotData::CThreadSlotData()
{
m_list.Construct(offsetof(CThreadData, pNext)); // 初始化CTypedSimpleList对象
m_nMax = 0;
m_nAlloc = 0;
m_nRover = 1;
// 我们假定Slot1还未被分配（第一个槽（Slot0）总是保留下来不被使用）
m_pSlotData = NULL;
m_tlsIndex = ::TlsAlloc();
// 使用系统的TLS申请一个索引
::InitializeCriticalSection(&m_cs);
// 初始化关键段变量
}
int CThreadSlotData::AllocSlot()
{
::EnterCriticalSection(&m_cs);
// 进入临界区（也叫关键段）
int nAlloc = m_nAlloc;
int nSlot = m_nRover;
if(nSlot >= nAlloc || m_pSlotData[nSlot].dwFlags & SLOT_USED)
{
// 搜索m_pSlotData，查找空槽（SLOT）
for(nSlot = 1; nSlot < nAlloc && m_pSlotData[nSlot].dwFlags & SLOT_USED; nSlot ++) ;
// 如果不存在空槽，申请更多的空间
if(nSlot >= nAlloc)
{
// 增加全局数组的大小，分配或再分配内存以创建新槽
int nNewAlloc = nAlloc + 32;
HGLOBAL hSlotData;
if(m_pSlotData == NULL)
// 第一次使用
{
hSlotData = ::GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE, nNewAlloc*sizeof(CSlotData));
}
else
{
hSlotData = ::GlobalHandle(m_pSlotData);
::GlobalUnlock(hSlotData);
hSlotData = ::GlobalReAlloc(hSlotData,
nNewAlloc*sizeof(CSlotData), GMEM_MOVEABLE);
}
CSlotData* pSlotData = (CSlotData*)::GlobalLock(hSlotData);
// 将新申请的空间初始化为0
memset(pSlotData + m_nAlloc, 0, (nNewAlloc - nAlloc)*sizeof(CSlotData));
m_nAlloc = nNewAlloc;
m_pSlotData = pSlotData;
}
}
// 调整m_nMax的值，以便为各线程的私有数据分配内存
if(nSlot >= m_nMax)
m_nMax = nSlot + 1;
m_pSlotData[nSlot].dwFlags |= SLOT_USED;
// 更新m_nRover的值(我们假设下一个槽未被使用)
m_nRover = nSlot + 1;
::LeaveCriticalSection(&m_cs);
return nSlot; // 返回的槽号可以被FreeSlot, GetThreadValue, SetValue函数使用了
}
void CThreadSlotData::FreeSlot(int nSlot)
{
::EnterCriticalSection(&m_cs);
// 删除所有线程中的数据
CThreadData* pData = m_list;
while(pData != NULL)
{
if(nSlot < pData->nCount)
{
delete (CNoTrackObject*)pData->pData[nSlot];
pData->pData[nSlot] = NULL;
}
pData = pData->pNext;
}
// 将此槽号标识为未被使用
m_pSlotData[nSlot].dwFlags &= ~SLOT_USED;
::LeaveCriticalSection(&m_cs);
}
inline void* CThreadSlotData::GetThreadValue(int nSlot)
{
CThreadData* pData = (CThreadData*)::TlsGetValue(m_tlsIndex);
if(pData == NULL || nSlot >= pData->nCount)
return NULL;
return pData->pData[nSlot];
}
void CThreadSlotData::SetValue(int nSlot, void* pValue)
{
// 通过TLS索引得到我们为线程安排的私有存储空间
CThreadData* pData = (CThreadData*)::TlsGetValue(m_tlsIndex);
// 为线程私有数据申请内存空间
if((pData == NULL || nSlot >= pData->nCount) && pValue != NULL)
{
// pData的值为空，表示该线程第一次访问线程私有数据
if(pData == NULL)
{
pData = new CThreadData;
pData->nCount = 0;
pData->pData = NULL;
// 将新申请的内存的地址添加到全局列表中
::EnterCriticalSection(&m_cs);
m_list.AddHead(pData);
::LeaveCriticalSection(&m_cs);
}
// pData->pData指向真正的线程私有数据，下面的代码将私有数据占用的空间增长到m_nMax指定的大小
if(pData->pData == NULL)
pData->pData = (void**)::GlobalAlloc(LMEM_FIXED, m_nMax*sizeof(LPVOID));
else
pData->pData = (void**)::GlobalReAlloc(pData->pData, m_nMax*sizeof(LPVOID), LMEM_MOVEABLE);
// 将新申请的内存初始话为0
memset(pData->pData + pData->nCount, 0,
(m_nMax - pData->nCount) * sizeof(LPVOID));
pData->nCount = m_nMax;
::TlsSetValue(m_tlsIndex, pData);
}
// 设置线程私有数据的值
pData->pData[nSlot] = pValue;
}
void CThreadSlotData::DeleteValues(HINSTANCE hInst, BOOL bAll)
{
::EnterCriticalSection(&m_cs);
if(!bAll)
{
// 仅仅删除当前线程的线程局部存储占用的空间
CThreadData* pData = (CThreadData*)::TlsGetValue(m_tlsIndex);
if(pData != NULL)
DeleteValues(pData, hInst);
}
else
{
// 删除所有线程的线程局部存储占用的空间
CThreadData* pData = m_list.GetHead();
while(pData != NULL)
{
CThreadData* pNextData = pData->pNext;
DeleteValues(pData, hInst);
pData = pNextData;
}
}
::LeaveCriticalSection(&m_cs);
}
void CThreadSlotData::DeleteValues(CThreadData* pData, HINSTANCE hInst)
{
// 释放表中的每一个元素
BOOL bDelete = TRUE;
for(int i=1; i<pData->nCount; i++)
{
if(hInst == NULL || m_pSlotData[i].hInst == hInst)
{
// hInst匹配，删除数据
delete (CNoTrackObject*)pData->pData[i];
pData->pData[i] = NULL;
}
else
{
// 还有其它模块在使用，不要删除数据
if(pData->pData[i] != NULL)
bDelete = FALSE;
}
}
if(bDelete)
{
// 从列表中移除
::EnterCriticalSection(&m_cs);
m_list.Remove(pData);
::LeaveCriticalSection(&m_cs);
::LocalFree(pData->pData);
delete pData;
// 清除TLS索引，防止重用
::TlsSetValue(m_tlsIndex, NULL);
}
}
CThreadSlotData::~CThreadSlotData()
{
CThreadData *pData = m_list;
while(pData != NULL)
{
CThreadData* pDataNext = pData->pNext;
DeleteValues(pData, NULL);
pData = pData->pNext;
}
if(m_tlsIndex != (DWORD)-1)
::TlsFree(m_tlsIndex);
if(m_pSlotData != NULL)
{
HGLOBAL hSlotData = ::GlobalHandle(m_pSlotData);
::GlobalUnlock(hSlotData);
::GlobalFree(m_pSlotData);
}
::DeleteCriticalSection(&m_cs);
}
//---------------------------------------
void* CNoTrackObject::operator new(size_t nSize)
{
// 申请一块带有GMEM_FIXED和GMEM_ZEROINIT标志的内存
void* p = ::GlobalAlloc(GPTR, nSize);
return p;
}
void CNoTrackObject::operator delete(void* p)
{
if(p != NULL)
::GlobalFree(p);
}
//----------------------------CThreadLocalObject 类--------------------------------//
CNoTrackObject* CThreadLocalObject::GetData(CNoTrackObject* (*pfnCreateObject)())
{
if(m_nSlot == 0)
{
if(_afxThreadData == NULL)
_afxThreadData = new(__afxThreadData) CThreadSlotData;
m_nSlot = _afxThreadData->AllocSlot();
}
CNoTrackObject* pValue = (CNoTrackObject*)_afxThreadData->GetThreadValue(m_nSlot);
if(pValue == NULL)
{
// 创建一个数据项
pValue = (*pfnCreateObject)();
// 使用线程私有数据保存新创建的对象
_afxThreadData->SetValue(m_nSlot, pValue);
}
return pValue;
}
CNoTrackObject* CThreadLocalObject::GetDataNA()
{
if(m_nSlot == 0 || _afxThreadData == 0)
return NULL;
return (CNoTrackObject*)_afxThreadData->GetThreadValue(m_nSlot);
}
CThreadLocalObject::~CThreadLocalObject()
{
if(m_nSlot != 0 && _afxThreadData != NULL)
_afxThreadData->FreeSlot(m_nSlot);
m_nSlot = 0;
}
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