在Windows操作系統(tǒng)上
以異步模式調(diào)用同步的
Dialogic® Dialogic® 函數(shù)的
解決方案

• 概述
  
• 緒言
  
• 問題
  
• 解決方案
  線程池
  為什么使用線程池
  Windows*線程池服務
  Windows線程池服務特性
  處理同步函數(shù)
  向應用程序發(fā)送通知
  平臺無關性
  
• 應用實例
  應用場景
  應用程序初始化
  調(diào)用同步函數(shù)
  異步方式調(diào)用同步函數(shù)
  應用程序標準運行時事件循環(huán)
  
• 結論
  
  

■ 概 述

　　本應用手冊描述了在Windows操作系統(tǒng)上以異步方式調(diào)用Dialogic® Dialogic®同步函數(shù)的解決方案。首先講解線程及線程池，然后介紹一個會議應用的解決方案。

■ 緒 言

　　本文檔介紹的方案普遍適用于任何一種耗時的，在完成之前阻塞其調(diào)用線程的函數(shù)。該方案在多線程的應用環(huán)境里利用Dialogic的標準運行時庫(SRL)進行事件管理。你可以使用任何事件管理機制來替代SRL，但是SRL提供了一個標準的方法來管理Dialogic?系統(tǒng)中的事件。

　　想了解更多關于SRL的信息，請訪問：
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(shù)的多線程安全性進行測試。本文所述方案僅適用于線程安全的同步函數(shù)。

■ 問　題

　　絕大多數(shù)Dialogic Dialogic函數(shù)允許調(diào)用者選擇一種函數(shù)調(diào)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(shù)只提供一種同步接口。同步函數(shù)在執(zhí)行過程中會阻塞調(diào)用它的線程或整個單線程的應用程序，直到函數(shù)返回。這種局限性成為了應用開發(fā)者非常關心的問題，特別是在高密度的系統(tǒng)中，某些同步函數(shù)非常耗時。這種耗時的函數(shù)限制了應用程序繼續(xù)處理其它的邏輯，而只能等待同步函數(shù)返回。

圖 1. 同步和異步操作模式

■ 解決方案

　　使用多線程可以異步的執(zhí)行同步函數(shù)。創(chuàng)建一個新的線程或使用一個已經(jīng)創(chuàng)建的線程作為工作線程，用來調(diào)用耗時的同步函數(shù)并等待其執(zhí)行和返回，而應用線程可以繼續(xù)處理后面的邏輯。當同步函數(shù)返回時，工作線程發(fā)布一個SRL事件（稍后說明）給應用線程，根據(jù)同步函數(shù)的返回值傳遞相應的返回碼。

　　一種方法是預先創(chuàng)建一個工作線程池等待為主應用程序服務。這樣可以避免創(chuàng)建和結束動態(tài)線程的負荷。此時，線程池里的某個線程可能專門用于為池里的其它可用線程分配工作。

　　下面的圖表闡述了這種解決方案的原理和好處。

　　線程池

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

　　為什么使用線程池

　　如前所述，使用額外的線程可以讓主應用線程不必去等待同步函數(shù)的執(zhí)行。也就是說，應用程序可以繼續(xù)處理它的邏輯，而不會被執(zhí)行中的同步函數(shù)阻塞。

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

　　Windows*線程池服務

　　Windows*本身就提供了由操作系統(tǒng)來進行管理的線程池技術。它根據(jù)應用程序的需要動態(tài)的創(chuàng)建和刪除線程。可創(chuàng)建的線程數(shù)僅受到系統(tǒng)內(nèi)存的限制。

　　應用程序通過Windows的函數(shù)QueueUserWorkItem來使用線程池庫。當應用程序第一次調(diào)用這個函數(shù)時，Windows會創(chuàng)建線程池。池里至少會有一個線程被用來監(jiān)測其它的線程，并按照應用程序的需要為它們分配工作任務。

　　預了解更多詳情，請訪問http://msdn.microsoft.com/library ，查找QueueUserWorkItem。

　　Windows線程池服務特性

　　Microsoft Visual Studio* 6.0版本提供的"winbase.h"里沒有包含函數(shù)QueueUserWorkItem的定義。開發(fā)者需要按如下所示手工定義這個函數(shù)，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(shù)

　　任何同步函數(shù)要通過異步方式調(diào)用要開發(fā)一個開起來類似的函數(shù)， 而且和同步函數(shù)有相同的參數(shù)。

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

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

　　按如下所示定義一個結構用來封裝函數(shù)的參數(shù)并傳遞給線程池。如果任何一個形式參數(shù)是指針類型的變量，要確保同步函數(shù)在工作線程中執(zhí)行時該指針是有效的。
　　typedef struct tagFOO {
　　　Type1 arg1;
　　　Type2 arg2;
　　　.
　　　.
　　　.
　　　Typen argn;
　　} DFOO, *PFOO;

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

　　ASYNC_foo的實現(xiàn)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(diào)函數(shù)，會被Windows線程池服務選擇的工作線程調(diào)用。

　　回調(diào)函數(shù)的實現(xiàn)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(shù)foo完成時發(fā)布給應用程序的SRL用戶事件。實際上foo確實是以同步方式調(diào)用的，但是現(xiàn)在僅有線程池中被選中的線程用來等待該函數(shù)完成，而應用程序則可以不受限制的繼續(xù)處理它的邏輯。

　　形式參數(shù)被封裝在一個結構里，其占用內(nèi)存是在程序片斷里動態(tài)分配和釋放的。在高密度系統(tǒng)中，可以使用緩沖池來預先分配內(nèi)存從而避免動態(tài)分配和釋放內(nèi)存的負荷。

　　向應用程序發(fā)送通知

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

　　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SRL，能夠以一種標準的方式處理事件。

　　同步函數(shù)完成后，THREAD_ASYNC_foo回調(diào)函數(shù)使用SRL函數(shù)sr_putevt向應用程序發(fā)布一個預定義的事件。

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

　　應用程序接著使用某個SRL等待函數(shù)來等待SRL事件，例如如下所示的sr_waitevt，該函數(shù)在指定的時間段內(nèi)等待任何事件。

　　// loop infinitely
　　while (1)
　　{

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

　　函數(shù)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函數(shù)里處理的。該函數(shù)僅對接收到的事件進行分析和執(zhí)行事件相關的處理。

　　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;
　　　　}
　　}

　　平臺無關性

　　本應用手冊介紹的解決方案是在Windows上實現(xiàn)的。你可以開發(fā)一個平臺無關的線程池庫，這樣應用程序就不用關心底層是什么操作系統(tǒng)了。如果是Windows，這個庫可以利用Windows自帶的線程池服務；如果是其它的操作系統(tǒng)，可能要自行實現(xiàn)線程池技術。

■ 應用實例

　　本應用手冊介紹的解決方案是以一個會議應用為實例的。這個應用程序有兩個參數(shù)。
　　模式: 0 = 同步; 1 = 異步
　　會議方數(shù)

　　應用場景

　　應用程序創(chuàng)建一個用戶提供方數(shù)的會議。第一方播放一個文件，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(diào)用方式。函數(shù)dcb_estconf和dcb_addtoconf例證了這種方案。這兩個函數(shù)是Dialogic R4 API的一部分，它們只能提供同步的調(diào)用模式。但是這個應用程序演示了一個開發(fā)者如何用異步方式來調(diào)用這些函數(shù)。

　　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(diào)用同步函數(shù)

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

　　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(diào)用時，返回碼僅表示這項工作已被成功的傳遞給工作線程。實際的錯誤返回碼將在同步函數(shù)完成時由工作線程發(fā)送到應用程序的事件循環(huán)里。

　　異步方式調(diào)用同步函數(shù)

　　為了完成讓工作線程調(diào)用同步函數(shù)的任務，異步形勢的函數(shù)必須把函數(shù)參數(shù)封裝在一個結構里，為這個結構分配內(nèi)存，然后使用Windows API QueueUserWorkItem把一項用戶工作發(fā)送給線程池庫。

　　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事件循環(huán)

　　下面這段代碼提供了本應用手冊所討論的會議應用的事件管理實例。

　　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

　　在一個簡單的32方會議應用實例的測試運行中，同步模式調(diào)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%的時間處理了同步函數(shù)。在大多數(shù)應用中，這段寶貴的時間可以用來處理其它的應用邏輯。該測試系統(tǒng)的規(guī)范如下：

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

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

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