使用Windows API实现自定义线程类CThread

原创

2022-12-02

4514

CreateThread CThread 自定义线程类 ResumeThread SuspendThread

我们在使用QThread的时候，只需要继承QThread重新实现 run() 函数就可以了，使用起来很方便，接下来就介绍一种实现自定义的类 CThread ，只要继承 CThread 后，重新实现 run() 函数即可。
关于 QThread 的使用可以参见使用Qt中的QThread创建线程

首先看一下继承 CThread 的子类，CalcSumThread（主要实现计算前100个数的和）的实现：

头文件定义：

#ifndef CALCSUMTHREAD_H
#define CALCSUMTHREAD_H

#include "CThread.h"
class CalcSumThread : public CThread
{
public:
    CalcSumThread();
    ~CalcSumThread();
    
    // 重写run函数，实现计算0~100个数的和
    void run(void) override;
};
#endif

run 函数中的实现：

void CalcSumThread::run(void)
{
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i <= 100; ++i)
        sum += i;

    std::cout << "Current Thread ID is " << ::GetCurrentThreadId() << ", Result is " << sum << std::endl;
}

调用部分：

CalcSumThread* thread = new CalcSumThread;
thread->start();     // 开启线程
thread->wait();      // 等待线程结束

运行结果：
Created Thread Success, Id is 22200
Current Thread ID is 22200, Result is 5050

函数 start() 表示开启线程（激活线程为可执行状态）
函数 wait()表示阻塞等待线程退出（同 std::thread 的 join函数）

那么这个 CThread 到底时怎么实现的呢？
下面是 CThread 的完整实现：

头文件定义：

#ifndef CTHREAD_H
#define CTHREAD_H

#include <Windows.h>

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

    // 线程入口函数
    virtual void run(void) = 0;

    // 启动线程
    void start(void);

    // 等待线程函数
    void wait(void);

private:
    static DWORD WINAPI threadProc(LPVOID lpParameters);
    // 创建线程
    void create(void);

    // 线程ID
    DWORD m_nThreadId = 0;
    // 判断线程是否创建成功
    bool m_isCreatedSuccess = true;
    // 线程句柄
    HANDLE m_threadHandle = nullptr;
};
#endif

源文件：

#include "CThread.h"
#include <iostream>

CThread::CThread()
{
    create();
}

CThread::~CThread()
{

}

void CThread::create(void)
{
    // 创建线程
    HANDLE handle = ::CreateThread(nullptr, 0, CThread::threadProc, this, CREATE_SUSPENDED, &m_nThreadId);

    // 判断是否创建成功
    if (handle)
    {
        m_isCreatedSuccess = true;
        std::cout << "Created Thread Success, Id is " << m_nThreadId << std::endl;
    }
    else
    {
        std::cout << "Created Thread Failed!!!" << std::endl;
        m_isCreatedSuccess = false;
    }

    m_threadHandle = handle;
}

// 启动线程
void CThread::start(void)
{
    if (!m_isCreatedSuccess)
        return;

    // 启动线程
    ::ResumeThread(m_threadHandle);
}

// 等待线程函数
void CThread::wait(void)
{
    if (!m_isCreatedSuccess)
        return;

    ::WaitForSingleObject(m_threadHandle, INFINITE);
}

DWORD WINAPI CThread::threadProc(LPVOID lpParameters)
{
    CThread* thisPointer = (CThread*)lpParameters;

    // 判断线程是否创建成功
    if (!thisPointer->m_isCreatedSuccess)
        return 1;

    // 执行自定义入口函数
    thisPointer->run();
    return 0;
}

本质上是使用了一个静态函数作为线程的入口函数，将 this 指针作为函数的参数传入。如果不是静态函数， c++本质上会把非静态函数默认传递一个 this 指针作为参数，不符合线程入口函数的函数指针类型定义，因此此处必须为静态函数。

Create() 函数中，使用 CreateThread 函数创建线程，关于 CreateThread 这个API的使用可以参见线程的创建和基本使用。
这里使用参数 CREATE_SUSPENDED 表示，表示创建线程后不立即执行，挂起该线程。
start() 函数，启动线程；使用函数 ResumeThread() 表示将线程从挂起状态变为激活状态，操作系统有一个线程挂起参数，当该参数为0时，线程变为激活状态。使用函数 SuspendThread() 是将该参数+1，使用函数 ResumeThread() 是将该参数-1 。
threadProc() ，线程入口函数，将参数转为 this ，然后调用虚函数 run() 。
wait() 函数，阻塞等待线程执行完成。使用 WaitForSingleObject() 这个Windows API 实现。