c++ - 如何在 Windows 中进行正确的顺序异步消息处理？

Question

我有一个 Windows 应用程序需要非常快速地处理所有传入的消息，否则我想它会严重削弱系统性能。我想到的是一种为每条消息生成和加入线程的某种方法，以便按顺序处理它们。但是这种方法有严重的问题:当我生成线程并尝试加入顶级线程时，我怎么知道它是否可用于加入？当然，我可以检查它是否可连接(我使用 std::thread)，但当我这样做时，它可能会变得不可连接并且线程不是互斥体——我不能只是阻止它并再次检查。所以我需要的是某种非阻塞的延迟任务池或任务查询，至少对于消息线程。同样，我可以生成等待该查询的线程并添加任务以便对其进行处理，但它真的是好的解决方案吗？

这不一定是开箱即用的东西，我可以实现任何并发模式。

inb4: Windows、WinAPI、C++11、用于线程的 std::thread。 对不起我的英语，真的没时间提高它。

谢谢你的回答，看来我在问题描述上犯了一个错误。确切地说，我只需要让 WNDPROC 尽快返回它的结果，这样下一条消息就可以从消息队列中弹出。我需要这个，因为我在发送消息时记录了时间，所以我需要快速完成它，这样它就不会影响时间测量。此外，这些消息对系统来说很紧急，我的窗口需要快速处理它们，否则会以某种方式影响性能。

再一次:我需要以某种方式将确切的消息处理移动到其他线程，现在它看起来像这样:

case WM_INPUT:
    int timestamp = PushTimeStampToAsyncTimestampQueue();
    launchLongChainOfMessageProcessing(message,timestamp);
    return 0;

我需要摆脱那个 launchLongChainOfMessageProcessing 并用类似的东西替换它

case WM_INPUT:
    int timestamp = PushTimeStampToAsyncTimestampQueue();
    std::thread processThread([]() { do_work(message, timestamp);});
    return 0;

Answer 1

在当前的 Windows 操作系统下，您会发现没有比使用 I/O 完成端口(简称 IOCP)的重叠 I/O 更快、更具可扩展性来处理大量入站消息的方法了。它具有令人难以置信的可扩展性和极其通用的特性。

IOCP 允许您定义一个线程池，并让这些线程由 IOCP 子系统管理和调度，在任何基于 IO 的系统(套接字、管道、文件、任何东西)上等待 IO 完成通知，如果您愿意，甚至可以没有基于 IO 的系统；它也构成了一个出色的工作队列分配系统)。

我提醒您不要生成线程来处理高度古怪的并发连接。您需要一个稳定的线程池，一个足够大的线程池，这样当一个线程池由于某些内核调用(例如等待事件、互斥锁等)的停顿而阻塞时，另一个线程池会立即分派(dispatch)工作。生成线程、设置和拆除上下文的成本很高，因此请避免使用它，值得庆幸的是，IOCP 是一个很好的解决方案，可以做到这一点。当有工作而其他人忙于其他工作时，它能够让另一个线程从休眠中苏醒，这一点非常出色。

如果我设置了您所描述的系统(并且考虑到，您只能通过几段关于 SO 的内容来实现您的最终目标)，我会毫不犹豫地使用基于 IOCP 的解决方案。

编辑 在 OP 更新了问题之后，我很奇怪地会坚持这个答案，但是以一种相当扭曲的方式。他希望它尽快卸载该消息队列的处理。虽然我不会为我的异步传递系统选择 Windows 消息队列，但我相信他有他的理由。

但是，我坚持使用基于 IOCP 的系统来进行实际处理。吞吐量和可扩展性实在是太好了，不能不用于分布式工作系统，似乎这就是他在这里所拥有的。没有代码，但一般算法会是。

1. 创建一个基于 IOCP 的工作组，所有线程都在等待 GetQueueCompletionStatus()。
2. 收到每个 WM_INPUT 后，收集您需要的任何参数，构建您的“项目”以进行处理，然后使用 PostQueuedCompletionStatus() 将项目发布到基于 IOCP 的工作组(顺便说一句，这是最方便埋葬的东西在你的工作人员“发布”功能中)。
3. 当每个线程被唤醒时，它会将一个工作“项目”交给它们来处理。
4. 完成一个项目后，池线程返回到 GetQueueCompletionStatus()。

Web 上有大量基于 IOCP 的工作队列示例，大多数都适合这种需求。除非由狂热分子编写，否则所有这些都将具有优于您在 Windows 下可以使用的几乎任何其他东西的性能，正是因为 IOCP 如此紧密地集成到调度中。