C++封装POSIX 线程库（四）使用封装的线程

矫情吗；* 2022-09-24 06:18 284阅读 0赞

# C++封装POSIX 线程库（四）使用封装的线程 #

本文主要介绍如何使用[ C++封装POSIX 线程库（一）互斥锁][C_POSIX]、[C++封装POSIX 线程库（二）条件变量的封装][C_POSIX 1]和[C++封装POSIX 线程库（三）线程的封装][C_POSIX 2]三文中介绍的POSIX Pthread的基本组件（互斥锁，条件变量和线程）C++封装的使用。

设计一个场景让我们用到这三个组件：一共启动三个线程，其中两个线程负责互斥地对\`count“变量进行increment增量操作，另外一个线程则对count变量进行监视，使用条件变量等待其到达某个值时才唤醒修改count的值。

## **1. 继承与重写run方法** ##

我们封装了Thread类，并设置成员函数run()为纯虚函数，因此我们使用类继承，并重写run方法：

//main.cpp
    class IncCount : public Thread//增加计数线程
    {
        private:
            int id_;
        public:
            IncCount(int id):id_(id){}
            void run()
            {
                for(int i=0;i < 10;i ++)
                {
                    {
                        MutexLockGuard lock(mutex);
                        count++;
                        if (count == 12)
                        {
                            cond.notify();//通知
                        }
                        //打印信息方便调试
                        std::cout<<"thread : "<<id_<<" count : "<< count << std::endl;
                    }//临界区
                    sleep(1.5);//注：sleep不是同步原语，这里只是为了方便调试
                }
            }
    };
    class WatchCount: public Thread//监视线程
    {
        private:
            int id_;
        public:
            WatchCount(int id):id_(id){}
            void run()
            {
                MutexLockGuard lock(mutex);//加锁
                while(count < 12)//这里用while防止虚假唤醒
                {
                    cond.wait();
                }
                assert(count>=12);
                count+=125;
                std::cout<<"thread : "<<id_<<" count : "<< count << std::endl;
            }
    };

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## **2. shared\_ptr和多态** ##

用C++封装Pthread组件让我们很容易想到多态这个特性，当然我们完全可以这样写：

//main.cpp
    int main()
    {
         WatchCount t1(1);
           IncCount t2(2);
           IncCount t3(3);
           t1.start();
           t2.start();
           t3.start();
           t1.join();
           t2.join();
           t3.join();
           return 0;
    }

如果用多态的话，可以用`vector`来保存父类指针，并初始化指向子类引用，不过使用`vector<Thread*>`我们时常会有困惑，那就是vector作为栈上变量，其程序结束变量生命期结束，而容器中的指针所指向的对象需要我们手动去`delete`，这样就会容易出错。boost库中提供shared\_ptr（c++11已经加入std），可以避免这种内存泄露的错误：vector生命期结束，`shared_ptr`释放，对象的引用计数变为0，也就自动释放资源了。

//main.cpp
    
    {
            vector< shared_ptr<Thread> > t(3);
    
            t[0].reset(new WatchCount(1));
            t[1].reset(new IncCount(2));
            t[2].reset(new IncCount(3));
            for(int i=0;i<3;i++)
            {
                t[i]->start();
            }
            for(int i=0;i<3;i++)
            {
                t[i]->join();
            }
    }//debug

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## **3. 完整代码** ##

### 3.1主程序 ###

//main.cpp
    
    #include "Thread.h"
    #include "MutexLock.h"
    #include "Condition.h"
    #include  <vector>
    #include <memory>
    using namespace std;
    MutexLock mutex;//互斥锁
    Condition cond(mutex);//条件变量
    int count =0;
    class IncCount : public Thread
    {
        private:
            int id_;
        public:
            IncCount(int id):id_(id){}
            void run()
            {
                for(int i=0;i < 10;i ++)
                {
                    {
                        MutexLockGuard lock(mutex);
                        count++;
                        if (count == 12)
                        {
                            cond.notify();
                        }
                        std::cout<<"thread : "<<id_<<" count : "<< count << std::endl;
                    }
                    sleep(1.5);
                }
            }
    };
    class WatchCount: public Thread
    {
        private:
            int id_;
        public:
            WatchCount(int id):id_(id){}
    
    
            void run()
            {
                MutexLockGuard lock(mutex);
                while(count < 12)
                {
                    cond.wait();
                }
                assert(count>=12);
                count+=125;
                std::cout<<"thread : "<<id_<<" count : "<< count << std::endl;
            }
    };
    
    int main()
    {
        {
            vector< shared_ptr<Thread> > t(3);
    
            t[0].reset(new WatchCount(1));
            t[1].reset(new IncCount(2));
            t[2].reset(new IncCount(3));
            for(int i=0;i<3;i++)
            {
                t[i]->start();
            }
            for(int i=0;i<3;i++)
            {
                t[i]->join();
            }
    
        }
        return 0;
    }

### 3.2Makefile ###

#Makefile
    
    PROGS =main
    CLEANFILES = core core.* *.core *.o temp.* *.out typescript* \
            *.lc *.lh *.bsdi *.sparc *.uw
    
    all :${PROGS}
    
    
    CXXFLAGS+=-g  -std=c++11
    
    main: main.o Thread.o MutexLock.o Condition.o
        ${CXX} ${CXXFLAGS} -o $@ $^ -lpthread
        @rm *.o
    clean:
        rm -f ${PROGS} ${CLEANFILES}

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## **4. 参考** ##

1.《Linux多线程服务端编程：使用muduo C++网络库》  
2.[http://www.cnblogs.com/inevermore/p/4008572.html][http_www.cnblogs.com_inevermore_p_4008572.html]

[C_POSIX]: http://blog.csdn.net/zhangxiao93/article/details/52024675
[C_POSIX 1]: http://blog.csdn.net/zhangxiao93/article/details/52027302
[C_POSIX 2]: http://blog.csdn.net/zhangxiao93/article/details/52040369
[http_www.cnblogs.com_inevermore_p_4008572.html]: http://www.cnblogs.com/inevermore/p/4008572.html