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inc/hgl/thread/SwapData.h

@@ -0,0 +1,240 @@
+#ifndef HGL_THREAD_SWAP_DATA_INCLUDE
+#define HGL_THREAD_SWAP_DATA_INCLUDE
+
+#include<hgl/thread/ThreadMutex.h>
+#include<hgl/thread/Semaphore.h>
+
+namespace hgl
+{
+    /**
+     * 单向多线程数据交换模板<br>
+     * 适用环境为多个线程向其投递数据，一个线程接收数据。接收方在每次处理前交换数据指针，以达到最小线程切换代价
+     */
+    template<typename T> class SwapData
+    {
+    protected:
+
+        T data[2];
+
+        int post_index;
+        int recv_index;
+
+        ThreadMutex lock;
+
+    protected:
+
+        void _Swap()
+        {
+            if(recv_index){recv_index=0;post_index=1;}
+                      else{recv_index=1;post_index=0;}
+        }
+
+    public:
+
+        SwapData()
+        {
+            recv_index=0;
+            post_index=1;
+        }
+
+        virtual ~SwapData()=default;
+
+        /**
+         * 获取投递方数据访问权
+         */
+        T &GetPost()
+        {
+            lock.Lock();
+
+            return data[post_index];
+        }
+
+        /**
+         * 释放多线程投递方数据访问权
+         */
+        void ReleasePost()
+        {
+            lock.Unlock();
+        }
+
+        /**
+        * 取得接收方数据访问权
+        */
+        T &GetReceive(){return data[recv_index];}
+
+        /**
+         * 交换双方数据
+         */
+        void Swap()
+        {
+            lock.Lock();
+
+            this->_Swap();
+
+            lock.Unlock();
+        }
+
+        /**
+         * 尝试交换双方数据
+         */
+        bool TrySwap()
+        {
+            if(!lock.TryLock())
+                return(false);
+
+            this->_Swap();
+
+            lock.Unlock();
+            return(true);
+        }
+
+#ifndef __APPLE__
+        /**
+         * 尝试交换双方数据
+         */
+        bool WaitSwap(const double time_out)
+        {
+            if(!lock.WaitLock(time_out))
+                return(false);
+
+            this->_Swap();
+
+            lock.Unlock();
+            return(true);
+        }
+#endif//__APPLE__
+    };//template<typename T> class SwapData
+
+    /**
+    * 信号自动交换数据访问模板
+    */
+    template<typename T> class SemSwapData:public SwapData<T>
+    {
+        Semaphore sem;
+
+    public:
+
+        using SwapData<T>::SwapData;
+        ~SemSwapData()=default;
+
+        /**
+        * 释放接收信号
+        * @param count 信号个数
+        */
+        void PostSem(int count=1)
+        {
+            sem.Post(count);
+        }
+
+        /**
+        * 等待获取一个信号并交换前后台数据
+        * @param time_out 等待时长
+        */
+        bool WaitSemSwap(const double time_out=5)
+        {
+            if(!sem.Acquire(time_out))
+                return(false);
+
+            this->Swap();
+            return(true);
+        }
+
+        /**
+        * 尝试获取一个信号并交换前后台数据
+        */
+        bool TrySemSwap()
+        {
+            if(!sem.TryAcquire())
+                return(false);
+
+            this->Swap();
+            return(true);
+        }
+    };//template<typename T> class SemSwapData:public SwapData<T>
+
+    /**
+     * SwapData模板自动释放Post工具模板
+     */
+    template<typename T> class PostToSwapData
+    {
+        SwapData<T> *swap_data;
+        T *post;
+
+    public:
+
+        PostToSwapData(SwapData<T> *sd)
+        {
+            swap_data=sd;
+
+            if(swap_data)
+                post=&(swap_data->GetPost());
+            else
+                post=nullptr;
+        }
+
+        ~PostToSwapData()
+        {
+            if(swap_data)
+                swap_data->ReleasePost();
+        }
+
+        T *operator ->(){return post;}
+    };//template<typename T> class PostToSwapData
+
+    /**
+     * SemSwapData模板自动释放Post工具模板
+     */
+    template<typename T> class PostToSemSwapData
+    {
+        SemSwapData<T> *swap_data;
+        T *post;
+
+    public:
+
+        PostToSemSwapData(SemSwapData<T> *sd)
+        {
+            swap_data=sd;
+
+            if(swap_data)
+                post=&(swap_data->GetPost());
+            else
+                post=nullptr;
+        }
+
+        ~PostToSemSwapData()
+        {
+            if(swap_data)
+            {
+                swap_data->ReleasePost();
+                swap_data->PostSem();
+            }
+        }
+
+        T *operator ->(){return post;}
+    };//template<typename T> class PostToSemSwapData
+
+    /**
+     * 使用范例
+     *
+     * using EventQueue=Queue<int>;
+     * using MTEventQueue=SemSwapData<EventQueue>;
+     * using MTEventPost=PostToSemSwapData<EventQueue>;
+     *
+     * MTEventQueue mt_event_queue;
+     *
+     * 新方式:
+     * MTEventPost post(mt_event_queue);
+     *
+     * post.Push(1);
+     *
+     * 直接模式:
+     * EventQueue &eq=mt_event_queue.GetPost();
+     *
+     * eq->Push(1);
+     *
+     * mt_event_queue.ReleasePost();
+     * mt_event_queue.PostSem();
+     *
+     */
+}//namespace hgl
+#endif//HGL_THREAD_SWAP_DATA_INCLUDE