windows编程 使用C++实现多线程类

有时候我们想在一个类中实现多线程，主线程在某些时刻获得数据，可以“通知”子线程去处理，然后把结果返回。下面的实例是主线程每隔2s产生10个随机数，将这10随机数传给多线程类，让它接收到数据后马上打印出来。

首先看类的定义：

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

class CMultiThreadTest
{
public:
    bool Init();    // 初始化类成员
    bool UnInit();  // 释放资源
    void NotifyDowork(const std::vector<int> &data);

    static DWORD CALLBACK TestThread(LPVOID);   // 线程函数，必须是静态函数
    DWORD TestProc();                           // 线程工作实现

private:
    std::vector<int> m_data;    // 同步数据
    ATL::CEvent m_NotifyEvent;  // 通知事件
    HANDLE m_hThread;           // 线程句柄
};

类中使用到了ALT类，需要包含atlbase.h和altsync.h头文件。函数TestThread必须是静态函数，因为CreateThread只接受全局或者静态函数。
首先先看Init()和UnInit()函数的实现：

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

    // 挂起的方式创建线程
    m_hThread = CreateThread(NULL, 0, &CMultiThreadTest::TestThread, this, CREATE_SUSPENDED, NULL);
    if (NULL == m_hThread) {
        return false;
    }

    // 唤醒线程
    ResumeThread(m_hThread);
    return true;
}


bool CMultiThreadTest::UnInit()
{
    // 通知线程处理data的数据
    if (m_NotifyEvent != NULL) {
        m_NotifyEvent.Set();
    }

    if (m_hThread != NULL)
    {
        // 预留100ms让线程处理完数据，100ms是个估值
        WaitForSingleObject(m_hThread, 100);
        CloseHandle(m_hThread);
        m_hThread = NULL;
    }

    return true;
}

ATL::CEvent的成员函数Create接收4个参数，第四个参数指定Event的名字（它是可以有名字的），以便在其他进程可以找到该事件，这里我们不需要使用，把它设置为NULL，其他参数很容易理解，不赘述。
Init()函数值得注意的是我们创建的线程是以挂起的方式创建，所以必须调用ResumeThread唤醒线程，否则线程一值处于沉睡状态，不执行线程函数。
UnInit()函数比较简单，主要通知线程执行收尾工作，并释放类的资源。

下面我们来看看剩下的函数的实现。

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监听一次，秒数直接影响程序的性能
        DWORD dwRet = WaitForSingleObject(m_NotifyEvent, 5000);

        // 进入循环5s没有事件发生，不做任何处理
        if (dwRet == WAIT_TIMEOUT) {
            continue;
        }

    // 打印数组
        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();    // 通知线程该做事情了！
}

首先我们看TestThread函数，它是线程的“入口“，线程被唤醒后执行该函数。值得注意的是，我们在创建线程的时候把对象指针this作为参数传递给创建线程函数，系统在调用TestThread的时候会把this传递回来，这里使用弱类型转换reinterpret_cast将LPVOID转化为CMultiThreadTest类的指针，reinterpret_cast是一个危险的类型转换，一般只适用于指针和整数之间的转换。有兴趣的同学可以参考C++ Primer第4版18.2.1章节。

线程函数将参数lpParam转化为对象指针后，执行对象的成员函数TestProc()，TestProc()实现主要的逻辑。这里可能会有人疑问，为什么不直接在TestThread()函数实现主要逻辑呢？这样做有两个好处，一是能够将线程函数逻辑和业务逻辑分离，其二就是TestThread是个静态函数，类静态函数只能处理类的静态成员变量，而很多时候我们希望线程处理类的非静态成员变量。
最后NotifyDowork函数很简单，该函数给外部调用，它把外部传进来的data赋值给类的非静态成员变量m_data，并通知线程处理m_data数据，TestProc中WaitForSingleObject函数接收到事件后往下执行，把m_data打印出来。

下面我们看看main函数的实现：

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

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

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

    while (true)
    {
        data.clear();

        // 产生10个随机数
        for (int i = 0; i < 10; i++)
            data.push_back(rand() % 1000);

        // 通知多线程类执行工作
        multiThreadTest.NotifyDowork(data);

        Sleep(2000);
    }

    multiThreadTest.UnInit();
    return 0;
}

这段代码就不用解释了，记得包含头文件windows.h、time.h和vector。

总结：
多线程类的使用场景是，当一个线程或得到数据后，希望其他线程能够处理这部分数。多线程类实现还是比较简单的，首先创建线程和线程事件，实现给外部调用的接口，外部通过接口设置事件，通知线程执行。