开源 C 语言库 Melon：多线程治理

问题描述

不知你是否有过类似如下的需求：

有一些功能，它们足够单一，但又需要后台持续运行，以容器实现感觉太重了，以进程实现又太琐碎了，以线程实现可以接受但是又不好管理。

这类程序诸如：数据采集程序、可观测性程序、中间件、代理等等。

这一需求乍看之下倒是有点类似 supervisor 在做的事情，每个功能一个单一后台进程。诚然进程是一个选择，但是实际使用中则会面临是大量的可执行程序和因人而异的开风格。

当然，选择多线程还有另一个重要原因，这里先卖个关子，我们往下看。

解决方案

因此，笔者将介绍一个开源 C 语言库Melon ，它实现了一套多线程框架。在这套框架之下，每一个线程是一个独立的功能模块，并且可以接受来自主线程的管理。

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。

Github repo

对于上述的问题，我们可以使用这一框架来解决。除此之外，Melon 还支持了另一个功能，这也是选择多线程的原因之一，谜底将在示例中揭晓。

示例

在 Melon 的多线程框架中，有两种方式可以启动不同的线程模块，下面的示例将以动态创建和杀掉线程的方式进行演示。

#include <stdio.h> #include <errno.h> #include <unistd.h> #include "mln_core.h" #include "mln_log.h" #include "mln_thread.h" #include "mln_trace.h" int sw = 0; //开关 switch 缩写 char name[] = "hello"; static void thread_create(mln_event_t *ev); static int hello_entrance(int argc, char *argv[]) { printf("%s\n", __FUNCTION__); while (1) { mln_trace("s", "Hello"); usleep(10); } return 0; } static void timer_handler(mln_event_t *ev, void *data) { if (!sw) { mln_string_t alias = mln_string("hello"); mln_thread_kill(&alias); mln_event_timer_set(ev, 1000, NULL, timer_handler); } else { thread_create(ev); } sw = !sw; } static void thread_create(mln_event_t *ev) { char **argv = (char **)calloc(3, sizeof(char *)); if (argv != NULL) { argv[0] = name; argv[1] = NULL; argv[2] = NULL; mln_thread_create(ev, "hello", THREAD_DEFAULT, hello_entrance, 1, argv); mln_event_timer_set(ev, 1000, NULL, timer_handler); } } int main(int argc, char *argv[]) { struct mln_core_attr cattr; cattr.argc = argc; cattr.argv = argv; cattr.global_init = NULL; cattr.main_thread = thread_create; cattr.worker_process = NULL; cattr.master_process = NULL; if (mln_core_init(&cattr) < 0) { fprintf(stderr, "Melon init failed.\n"); return -1; } return 0; } 

可以看到，main函数中只初始化了 Melon 库。而多线程框架也正是在库初始化时启动的。

我们先对程序做大致的描述，然后给出 Melon 的配置文件内容。

整个程序流程大致如下：

1. 初始化 Melon 库并运行多线程框架
2. 调用thread_create函数对主线程做部分初始化操作，其中：
   1. 构建子线程入口参数的字符指针数组
   2. 调用mln_thread_create创建子线程hello
   3. 设置定时器事件timer_handler，这个函数将每秒钟被调用一次
3. 子线程hello被拉起，并 printf 输出函数名后，进入死循环调用mln_trace函数（我们后面马上说到这个函数）
4. 主线程每秒钟进入一次timer_handler并执行如下事项：
   1. 如果sw为 0 ，则杀掉hello线程，并再次设置定时器事件
   2. 如果sw为 1 ，则调用thread_create创建hello线程，并再次设置定时器事件
   3. 反转sw的值，保持每秒关闭和启动hello线程

我们可以看到，通过mln_thread_create和mln_thread_kill我们可以让主线程动态的拉起和杀掉子线程。

为何使用多线程

因为我们使用了mln_trace，这个宏函数是将 C 代码中数据投递到脚本层。这么做的好处是，这些数据不需要被写入日志文件，然后再启动另一个程序处理日志文件。也不需要手写 C 代码来将这些数据发送给远端。脚本层有内置的库函数可以轻松完成这些数据的处理、传输、入库等操作。

配置

说了很多关于程序功能的问题，但想要正常启动这个程序还需要正确配置 Melon ，配置文件内容如下：

log_level "none"; //user "root"; daemon off; core_file_size "unlimited"; //max_nofile 1024; worker_proc 1; thread_mode on; framework on; log_path "/usr/local/melon/logs/melon.log"; trace_mode "trace/trace.m"; /* path or off */ 

这里主要关注四个配置：

• framework必须是on
• thread_mode必须是on
• trace_mode如果想启用mln_trace的功能，这里要给出脚本代码路径，否则给出off表示关闭该功能
• worker_proc是工作进程数，我们的多线程都是跑在工作进程上的，这样一旦线程有 bug 造成工作进程崩溃，主进程依旧可以拉起新的工作进程继续运行

脚本代码

本例的脚本代码使用的就是 Melon 库中自带的默认脚本trace/trace.m。

/* * Copyright (C) Niklaus F.Schen. */ sys = Import('sys'); if (MASTER) sys.print('master process'); else sys.print('worker process'); Pipe('subscribe'); while (1) { ret = Pipe('recv'); if (ret) { for (i = 0; i < sys.size(ret); ++i) { sys.print(ret[i]); } } fi sys.msleep(1000); } Pipe('unsubscribe'); 

脚本主要工作就是死循环调用Pipe函数接收mln_trace投递来的数据，并向终端输出。

运行结果

... [Hello, ] [Hello, ] [Hello, ] 01/29/2023 07:38:23 GMT REPORT: PID:15708 Child thread 'hello' exit. 01/29/2023 07:38:23 GMT REPORT: PID:15708 child thread pthread_join's exit code: 1 hello_entrance [Hello, ] [Hello, ] [Hello, ] ... 

可以看到终端上会输出大量[Hello, ]，这是脚本层输出的mln_trace投递来的数据。中间会穿插着一些线程退出和启动的打印信息。

感谢阅读！欢迎各位对 Melon 感兴趣的读者访问其Github 仓库。