首页 > 技术文章 > 【C++封装一个简单的线程类】

kongyandujiaoxi 2013-10-08 14:08 原文

 多线程编程简介:

  大家在编程时,经常需要在程序中启动一个或多个线程来处理任务,而如果每次都是去调用系统创建线程的API函数来创建,代码量虽不多,但线程的创建和业务逻辑代码就揉在一起了,且创建多个线程的时候,有大量的重复代码,不便于维护。若我们把创建线程和销毁线程的这些共同的代码封装到一个类中,这样我们可以更专注业务逻辑的实现,在其它地方直接拿来用就行,程序也便于维护和扩展。而且这样的话即使程序所使用的线程库更换了,但线程类提供的接口没变,所以我们的业务逻辑代码也不用任何的改动。

  创建一个线程也无非就是调用系统线程API或第三方库的API,然后传入线程函数地址和线程运行所需要的参数即可,所以我们需要将此部分代码抽象出来,并提供使用接口即可。

  一个线程基类Thread

  这里我们使用的是Apache提供的apr库,该库具有跨平台性,当然不管使用什么库,我们提供的接口都是一样的,且线程创建和销毁的逻辑是一样的。代码:

  1 class Thread

  2 {

  3 public:

  4     Thread(bool bDetach = true);

  5     virtual ~Thread();

  6

  7     virtual void run() = 0;      //业务接口

  8

  9     int       start();              //启动线程

  10     int      join();                //等待线程线束

  11     void    destroy();           //销毁线程所申请的资源

  12

  13     // attribute functions

  14     int      get_thread_id()        { return thr_id_; }

  15     void    set_thread_id(unsigned long thrId) {    thr_id_ = thrId; }

  16

  17 protected:

  18     static    void* __stdcall thread_proc(apr_thread_t* th, void* data);

  19     void    notify() { cond_.signal(); }

  20     bool    check_interrupt() { return bExit_; }

  21

  22 private:

  23     size_t            thr_id_;        //线程ID

  24     bool            bExit_;            //线程是否要退出标志

  25

  26     apr_thread_t*    thr_;            //线程句柄

  27     Condition        cond_;            //线程函数中等待任务的条件变量

  28

  29 private:

  30     //not implement

  31     Thread(const Thread& );

  32     Thread& operator=(const Thread& );

  33 };

  一些说明:

  我们在start()方法中调用apr库提供的线程API创建一个线程: apr_thread_create(),并将线程函数thread_proc()和Thread*为线程函数参数传入apr_thread_create()即可,具体代码在后面贴出。

  Join()函数用于等待线束线程,而destroy() 则是用于显示销毁该线程所占用的资源。

  线程基类有一个纯虚函数run(),即应用线程继承Thread类后必须实现run()函数,即实现程序的业务逻辑

  在start()创建完线程后系统便在某一时刻开始执行thread_proc()方法,我们在该方法中会调用run()函数,由于多态性,也就会调用应用程序多实现的run()函数了

  具体实现(Thread.cpp):

  1 int    Thread::start()

  2 {

  3     apr_status_t        rv;

  4     apr_threadattr_t*    thrattr = NULL;

  5     apr_threadattr_create(&thrattr, g_mpool);

  6

  7     //创建一个线程

  8     if ((rv = apr_thread_create(&thr_, thrattr, Thread::thread_proc, this, g_mpool)) != APR_SUCCESS)

  9     {

  10         set_error_code(rv);

  11         char errbuf[512];

  12         apr_strerror(rv, errbuf, sizeof(errbuf));

  13         log2DebugView("Thread: failed create a thread: [%d][%s]\n", rv, errbuf);

  14         return rv;

  15     }

  16     apr_sleep(100000);        //ensure the thead_proc is running

  17

  18     return rv;

  19 }

  20 //等待线束线程

  21 int    Thread::join()

  22 {

  23     bExit_    = true;

  24     notify();

  25     apr_sleep(100000);

  26

  27     apr_status_t rv = 0;

  28     return apr_thread_join(&rv, thr_);

  29 }

  30 //销毁线程

  31 void Thread::destroy()

  32 {

  33     if (!bExit_)

  34         join();

  35     cond_.destroy();

  36 }

  37 //线程函数,将会调用子类实现的run()方法

  38 void* Thread::thread_proc(apr_thread_t* th, void* data)

  39 {

  40     Thread* pthis = static_cast<Thread*>(data);

  41     while (!pthis->bExit_)

  42     {

  43         //调用子类实现的run()方法

  44         pthis->run();

  45

  46         //wait for signal

  47         pthis->cond_.wait();

  48     }

  49

  50     printf("thread exit, id: %d\n", pthis->get_thread_id());

  51     apr_thread_exit(th, APR_SUCCESS);

  52     return NULL;

  53 }

  这里我们不要太过意研究线程在具体代码是如何创建的,比如在start()函数中,在windows下线程函数可以是 UINT thread_proc(LPVOID param); 而创建线程则是调用__beginthreadex()的windows API即可,具体可参照windows的线程创建和销毁逻辑。线程使用如下:

  应用示例

  1 //继承Thread类并实现run()接口,有点类似Java或C#的用法

  2 class MyThread : public Thread

  3 {

  4 public:

  5     MyThread(){ loop_ = true; }

  6     virtual MyThread(){}

  7

  8     //只关心如何实现业务逻辑,而看不到线程是如何创建的

  9     virtual void run()

  10     {

  11         while (loop)

  12         {

  13             //do some work

  14         }

  15         printf("MyThread exit.\n");

  16     }

  17

  18 private:

  19     bool loop_;

  20 };

  21

  22 // 在程序中使用如下

  23 MyThread* pmt = new MyThread();

  24 pmt->start();        //调用start()方法后,即启动了一个线程了

  这样,我们就完成了一个线程类的封装和使用了,代码不多,但很常用哈。最后说明一下线程类中使用一个Condition的类,其实也就是一个对事件的封装使用,完全可以用windows下的 SetEvent()/WaitForSingleObject()替代或Linux下的pthread_condition_t的pthrad_condition_signal()/pthread_condition_wait()替代,即等待事件和通知事件的处理。

  下一节我将会利用这个线程类实现一个简单的线程池,便于我们在程序中使用。

 

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