超级好用的C++实用库之线程基类

概述

        在C++中,线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。一个进程可以包含多个线程,这些线程共享进程的资源,比如:内存空间和系统资源,但它们有自己的指令指针、堆栈和局部变量等。这使得线程间的切换比进程间的切换更快,因为线程间共享了很多资源,所以创建和销毁线程的开销也相对较小。

        线程的创建和使用,在Windows和Linux操作系统上不太相同。具体来说,在Windows系统下,可以使用CreateThread()函数或_beginthreadex()函数来创建线程。在POSIX兼容系统(比如:Linux、Unix)上,通常使用pthread_create()函数来创建线程。

        创建线程时需要提供一个函数作为线程入口点,这个函数就是线程要执行的任务,也称之为线程函数。在Windows系统下,该函数原型为void ThreadFunction(void *),参数是一个用户自定义的数据指针,用于传递给线程。在POSIX pthreads中,线程函数原型为void *ThreadFunction(void *),返回值通常是线程结果,通过转换成void *类型。

CHP_BaseThread类

        为了使线程基类能在Windows、Linux操作系统上都能正常使用,我们需要封装掉Windows、Linux线程接口的差异,为上层提供一个统一的接口。CHP_BaseThread类的头文件,可参考下面的示例代码。

#pragma once

#if defined _WIN32
        #include <WinSock2.h>
        #include <Windows.h>
#else
        #include <pthread.h>
#endif

class CHP_BaseThread
{
public:
        CHP_BaseThread();
        virtual ~CHP_BaseThread();

        virtual void Start(unsigned int uiStackSize = 0);

        virtual void Stop();

        virtual void Join();

        virtual unsigned int Run() = 0;

        bool IsRunning() { return !m_bStop && m_hThread != 0; }

protected:
        void Sleep(unsigned int uiTimeMs);

        void Sleep(unsigned int uiTotalMs, unsigned int uiIntervalMs);

protected:
#if defined _WIN32
        HANDLE m_hThread;
#else
        pthread_t m_hThread;
#endif
        bool m_bStop;
};

        可以看到,我们通过_WIN32宏定义来区分当前是Windows操作系统还是Linux操作系统。如果是Windows操作系统,我们声明了一个受保护的类型为HANDLE的成员变量m_hThread;否则,我们声明了一个受保护的类型为pthread_t的成员变量m_hThread。成员变量m_bStop用于标识当前线程是否已经停止运行,在启动线程、停止线程时,我们会给该变量赋值。

        CHP_BaseThread类的公共接口有5个,下面分别进行介绍。

        Start:开启线程。参数uiStackSize为栈大小,Linux系统有效,为0时,默认为100KB。

        Stop:停止线程,会释放掉线程资源。

        Join:等待线程结束。

        Run:线程的实际运行函数,为纯虚函数,派生类必须实现该接口。线程的返回值为整型,一般返回0即可。

        IsRunning:判断线程是否正在运行。

        另外,CHP_BaseThread类还有两个受保护的成员函数,一般用于在派生类的Run函数中执行睡眠操作。

        Sleep(uiTimeMs):让CPU睡眠一段时间,适用于较短时间的睡眠。参数uiTimeMs为睡眠的时间,单位为毫秒。

        Sleep(uiTotalMs, uiIntervalMs):让CPU睡眠一段时间,适用于较长时间的睡眠。如果停止了线程,该接口在单次的睡眠时间到期后,会停止睡眠。uiTotalMs为总的睡眠时间,单位为毫秒。uiIntervalMs为每次的睡眠时间,单位为毫秒。

总结

        多线程编程常用于提高应用程序性能,特别是在多核处理器环境下,通过将工作负载分解到多个并发执行的线程上,可以实现并行计算和异步处理等功能。

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原文链接:https://blog.csdn.net/hope_wisdom/article/details/137755820

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