windows編程 使用C++實現多線程類

有時候我們想在一個類中實現多線程，主線程在某些時刻獲得數據，可以“通知”子線程去處理，然后把結果返回。下面的實例是主線程每隔2s產生10個隨機數，將這10隨機數傳給多線程類，讓它接收到數據后馬上打印出來。

 

首先看類的定義：

 

#pragma once
#include <iostream>
#include <atlbase.h>    // 使用到了atl類
#include <atlsync.h>
#include <vector>
using namespace std;

class CMultiThreadTest
{
public:
    bool Init();    // 初始化類成員
    bool UnInit();  // 釋放資源
    void NotifyDowork(const std::vector<int> &data);

    static DWORD CALLBACK TestThread(LPVOID);   // 線程函數，必須是靜態函數
    DWORD TestProc();                           // 線程工作實現

private:
    std::vector<int> m_data;    // 同步數據
    ATL::CEvent m_NotifyEvent;  // 通知事件
    HANDLE m_hThread;           // 線程句柄
};

類中使用到了ALT類，需要包含atlbase.h和altsync.h頭文件。函數TestThread必須是靜態函數，因為CreateThread只接受全局或者靜態函數。
首先先看Init()和UnInit()函數的實現：

 

 

bool CMultiThreadTest::Init()
{
    // 創建事件
    BOOL bRet = m_NotifyEvent.Create(NULL, TRUE, FALSE, NULL);
    if (!bRet) {
        return false;
    }

    // 掛起的方式創建線程
    m_hThread = CreateThread(NULL, 0, &CMultiThreadTest::TestThread, this, CREATE_SUSPENDED, NULL);
    if (NULL == m_hThread) {
        return false;
    }

    // 喚醒線程
    ResumeThread(m_hThread);
    return true;
}


bool CMultiThreadTest::UnInit()
{
    // 通知線程處理data的數據
    if (m_NotifyEvent != NULL) {
        m_NotifyEvent.Set();
    }

    if (m_hThread != NULL)
    {
        // 預留100ms讓線程處理完數據，100ms是個估值
        WaitForSingleObject(m_hThread, 100);
        CloseHandle(m_hThread);
        m_hThread = NULL;
    }

    return true;
}

ATL::CEvent的成員函數Create接收4個參數，第四個參數指定Event的名字（它是可以有名字的），以便在其他進程可以找到該事件，這里我們不需要使用，把它設置為NULL，其他參數很容易理解，不贅述。
Init()函數值得注意的是我們創建的線程是以掛起的方式創建，所以必須調用ResumeThread喚醒線程，否則線程一值處於沉睡狀態，不執行線程函數。
UnInit()函數比較簡單，主要通知線程執行收尾工作，並釋放類的資源。

下面我們來看看剩下的函數的實現。

 

 

DWORD CALLBACK CMultiThreadTest::TestThread(LPVOID lpParam)
{
    if (lpParam == NULL) {
        return 0;
    }

    CMultiThreadTest *lpThis = reinterpret_cast<CMultiThreadTest *>(lpParam);
    return lpThis->TestProc();
}


DWORD CMultiThreadTest::TestProc()
{
    while (true)
    {
        // 每5s監聽一次，秒數直接影響程序的性能
        DWORD dwRet = WaitForSingleObject(m_NotifyEvent, 5000);

        // 進入循環5s沒有事件發生，不做任何處理
        if (dwRet == WAIT_TIMEOUT) {
            continue;
        }

    // 打印數組
        for (unsigned int i = 0; i < m_data.size(); i++)
        {
            cout <<m_data[i] <<" ";
        }

        cout <<endl;

        // 重置事件
        m_NotifyEvent.Reset();
    }
    return 0;
}


void CMultiThreadTest::NotifyDowork(const std::vector<int> &data)
{
    m_data = data;
    m_NotifyEvent.Set();    // 通知線程該做事情了！
}

首先我們看TestThread函數，它是線程的“入口“，線程被喚醒后執行該函數。值得注意的是，我們在創建線程的時候把對象指針this作為參數傳遞給創建線程函數，系統在調用TestThread的時候會把this傳遞回來，這里使用弱類型轉換reinterpret_cast將LPVOID轉化為CMultiThreadTest類的指針，reinterpret_cast是一個危險的類型轉換，一般只適用於指針和整數之間的轉換。有興趣的同學可以參考C++ Primer第4版18.2.1章節。

 

線程函數將參數lpParam轉化為對象指針后，執行對象的成員函數TestProc()，TestProc()實現主要的邏輯。這里可能會有人疑問，為什么不直接在TestThread()函數實現主要邏輯呢？這樣做有兩個好處，一是能夠將線程函數邏輯和業務邏輯分離，其二就是TestThread是個靜態函數，類靜態函數只能處理類的靜態成員變量，而很多時候我們希望線程處理類的非靜態成員變量。
最后NotifyDowork函數很簡單，該函數給外部調用，它把外部傳進來的data賦值給類的非靜態成員變量m_data，並通知線程處理m_data數據，TestProc中WaitForSingleObject函數接收到事件后往下執行，把m_data打印出來。

下面我們看看main函數的實現：

 

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    CMultiThreadTest multiThreadTest;

    // 初始化失敗
    if (!multiThreadTest.Init()) {
        return 0;
    }

    srand(unsigned int(time(NULL)));
    std::vector<int> data;

    while (true)
    {
        data.clear();

        // 產生10個隨機數
        for (int i = 0; i < 10; i++)
            data.push_back(rand() % 1000);

        // 通知多線程類執行工作
        multiThreadTest.NotifyDowork(data);

        Sleep(2000);
    }

    multiThreadTest.UnInit();
    return 0;
}

這段代碼就不用解釋了，記得包含頭文件windows.h、time.h和vector。

總結：
多線程類的使用場景是，當一個線程或得到數據后，希望其他線程能夠處理這部分數。多線程類實現還是比較簡單的，首先創建線程和線程事件，實現給外部調用的接口，外部通過接口設置事件，通知線程執行。