[发明专利]一种耗时操作取消及阻塞异步转换的方法及系统

说明书

本发明公开了一种耗时操作取消及阻塞异步转换的方法，包括：创建耗时操作线程；为耗时操作线程建立二状态信号量；任意线程将二状态型号量状态修改为有信号以发出取消请求；耗时操作线程通过监听或查询二状态信号量状态来检测取消；同时本发明还可以将任意阻塞函数转换为异步函数或UI阻塞函数来使用。本发明一种耗时操作取消及阻塞异步转换的方法及系统，取消请求与阻塞异步转换均具有业务无关性。只需要用统一的接口向执行耗时操作的线程发出取消请求，不需要针对不同业务、对象、操作提供专用的取消接口。耗时操作实现只需要提供阻塞接口，不需要提供异步和UI阻塞接口。

技术领域

本发明涉及线程处理技术，具体涉及一种耗时操作取消及阻塞异步转换的方法及系统。

背景技术

软件中大量涉及耗时操作，如设备IO、通信IO、大计算等。这些操作需要耗费一定时间，且完成时间取决于系统与网络状况等因素，具有一定的不确定性。GUI SDK一般工作于单线程模式，如Windows GUI、Android GUI、QT GUI等皆如此。在GUI App（图形用户界面应用程序）中，UI线程（处理GUI的线程）负责监听和分发UI消息（GUI消息），使得GUI能接受用户的界面输入。因此UI线程不能直接执行耗时操作，否则用户的输入将不能被UI线程及时分发和处理，呈现界面卡顿或长时间僵死现象。CPU一般包含多个核心，为了充分发挥CPU的性能，有时希望让多个耗时操作并发执行。耗时操作函数一般提供两种接口，阻塞接口和异步接口，分别对应于阻塞模式和异步模式。阻塞接口会阻塞执行线程，直到操作完成后才返回。异步接口不等操作结束即返回，操作完成后通过事件、消息、回调等方式通知异步调用的发起者。

在现有的取消技术中，取消与操作或对象关联。取消与操作关联指，为特定耗时操作提供对应的取消接口。例如为耗时操作接口read提供取消接口readCancel。取消与对象关联指，提供了多个耗时操作接口的对象，对外提供一个统一的接口来取消该对象上所有正在执行的任意耗时操作。例如WindowsIoCancel接口可用来取消指定内核对象上，由当前线程发起的，所有正在异步执行的任意类型的IO操作。这种方法的主要缺陷是，取消与业务相关。需要为每种耗时操作或对象提供取消接口，在发出取消请求时，需要根据当前执行的操作或对象，调用对应的接口发出取消请求。如果一个大粒度耗时操作函数func调用了多个耗时操作接口，或多个对象的耗时操作接口，App在发出取消请求时，无法确定应该向哪个操作或那个对象发出取消请求。要解决这个问题，就需要为该func提供取消接口，在取消接口函数中根据该func的状态向对应操作或对象发出取消请求。显然，该取消函数实现并不简单，且针对每种这样的大粒度耗时操作函数都要提供对应的取消接口，代价很高。

用一个Windows下的具体案例来展示这种技术的缺陷。函数download从服务器下载文件并保存到文件系统。download函数以异步模式循环调用ReadFile接收网络数据；对于接收到的每一块数据，以异步模式调用WriteFile将其写入到文件中。download函数维护一组状态以标识其正在对哪个句柄执行IO操作。为download实现配套的取消接口downloadCancel，它根据download维护的状态选择对应的句柄对其发起CancelIo请求。

除此之外，现有的这类取消技术，一般只适用于异步IO。这就要求App实现的耗时操作函数以异步方式组织逻辑，相对于用阻塞模式顺序组织逻辑，异步模式代价会高得多。

在现有异步实现技术中，当耗时操作提供者只提供了阻塞接口时，异步接口需要由App创建线程来实现。无论App基于阻塞接口实现异步支持，还是耗时操作提供者实现异步接口，都涉及线程创建/申请，在后台线程中执行阻塞函数，多线程竞争处理，完成通知等技术环节。且由于逻辑相似，往往会产生大量相似但不相同的代码。

在现有异步实现技术中，存在完成通知方式不统一的问题。软件一般会使用第三方组件，有的组件只提供了阻塞接口，有的组件还提供了异步接口。App基于阻塞接口实现异步接口所采用的完成通知方式，以及不同提供商提供的异步接口所定义的完成通知方式上往往不同。这为App开发引入额外负担。