【C/C++开发】C++实现简单的线程类
C++封装一个简单的线程类
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：
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)：
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
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。
