线程的封装技巧:把任意类的成员函数指针作为参数

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线程的封装很简单,并没有多少东西,但是如果我告诉你,我封装的这个线程类里有个成员函数Start,作用是开启线程运行,可以这样调用:

class a
{
public:
 DWORD ThreadFunca(LONG lParam);
 void StartThread();
 CMyThread m_thread;
}

DWORD a::ThreadFunca(LONG lParam)
{
 //线程执行代码 ...
}

class b
{
public:
 DWORD ThreadFuncb(LONG lParam);
 void StartThread();
 CMyThread m_thread;
}

DWORD b::ThreadFuncb(LONG lParam)
{
 //线程执行代码 ...
}

//调用代码:
void a::StartThread()
{
   m_thread.Start(this,(THREADFUNC)TransProca);
}

void b::StartThread()
{
   m_thread.Start(this,(THREADFUNC)TransProcb);
}

    你是不是会觉得很神奇呢?a和b是完全不相干的两个类,但其成员函数却能作为参数传进去。这个Start并不是宏,那其参数是怎么定义的呢?

    聪明的你一定已经想到模板了,不错,这个Start是一个模板函数,但是调用时却见不到模板调用时常见的xxx<yyy>格式,并且调用的类,这个线程类产生对象时也不需要把具体数据类型传入,这里用到了一点技巧。

    首先,想象一下这个Start的实现机制,按线程实现的规则,一定是先把线程函数定位到一个全局或静态的线程处理函数,然后由这个函数转到具体的成员处理函数。这样,这个函数就必须知道类a或b的成员函数指针,加上原来线程需要传入的参数,因此传入这个全局线程处理函数的参数就必须是一个结构了。定义一下这个结构:
template <typename T>
struct ThreadInfo
{
 typedef DWORD (T::*THREADFUNC1)(LONG);
 T* m_obj;
 LONG m_param;
 THREADFUNC1 m_lpthreadFunc; 
};

这个结构应该是作为CMyThread的成员数据,由CMyThread创建线程的时候作为参数传给线程处理函数,对用户是透明的。这时候问题来了,创建CMyThread对象的时候必须初始化这个结构,但这时候还没调用Start,并不知道具体调用类的类型,而这个结构是必须关联到具体数据类型的,CMyThread初始化的时候这个结构该是什么类型呢?这里就要用到一个数据类型强制转换的技巧了,我们先声明一个空的类,拿这个类初始化这个结构:

class NULLCLASS
{
};

为了方便,typedef一下:typedef ThreadInfo<NULLCLASS> ThInfo;
这个结构的类型就是:

class CMyThread
{
   ...
private:
   ThInfo* m_info;
};

这里额外提一下,在Borland C++ 5.02下,这个NULLCLASS只需要声明,不需要实现,即可以不加{}:class NULLCLASS;就行了,但是VC6就不行,加不加{},其sizeof(NULLCLASS)返回的尺寸是不一样的,加了{}返回的尺寸才是对的,不知是哪个公司错了。

发现没有,这个m_info结构里有了一个DWORD NULLCLASS::THREADFUNC1)(LONG);函数指针,而这个NULLCLASS根本没有这个函数,没关系,这个NULLCLASS只是用来做数据类型转换用,顺带也转换了成员函数指针类型。为了方便,再typedef一下这个成员函数指针:typedef ThreadInfo<NULLCLASS>::THREADFUNC1 THREADFUNC;
这样这个Start就能实现了:

class CMyThread
{
public:
 CMyThread();
 ~CMyThread();

 template<typename tname>
 BOOL Start(tname* obj,THREADFUNC func,LONG param = 0)
 {  
  if(m_handle || obj == NULL || func == NULL)
   return FALSE; //已有线程运行

  ThreadInfo<tname>* lpv = new ThreadInfo<tname>;
  lpv->m_obj = obj;
  lpv->m_param = param;
  lpv->m_lpthreadFunc = (ThreadInfo<tname>::THREADFUNC1)func;
  
  m_info = (ThInfo*)lpv;
   DWORD gdwThreadId = 0;
  m_handle = CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadProc,m_info,0,&gdwThreadId);
  return (BOOL)m_handle;
 }
 ...

private:
 static DWORD WINAPI ThreadProc(RingThInfo* obj);

private:
 HANDLE m_handle;
 ThInfo* m_info;
};

ThreadProc就很简单了:

DWORD WINAPI CMyThread::ThreadProc(ThInfo* obj)
{
 if(obj)
  return (obj->m_obj->*(obj->m_lpthreadFunc))(obj->m_param);
 return 0;
}

这样就可以象上面的代码那样调用:m_thread.Start(this,(THREADFUNC)TransProca);了,利用typename,把this指针传递进去,会自动判别数据类型,再利用NULLCLASS作为数据类型转换过个桥,这样就实现任意类的成员函数指针传递了。而传统的解决方法就需要在调用时多实现一个全局线程函数,传递this指针进去,再在全局线程函数中得到这个指针调用成员函数,并没实现真正的封装。

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