简单实用的线程管理类

在开发多线程程序时，常常碰到线程管理的问题。当有多种线程的时候，为了控制每个线程，编程工作也变得复杂。事实上，我们对线程的控制大多是相似的，所以把这些控制抽象出来，形成一个可复用的程序模块，将能大大提高开发效率和代码质量。

首先我们对线程的使用目的进行分析和归纳。一般来说，有如下几种：

1）              独立线程。执行一项在后台完成的工作，工作频率很低，线程的生命期里只完成一项任务。线程基本上不需要什么管理。

2）              定时线程。线程每隔一段时间，定时执行一定的功能，可能是查看某一状态，或输出某种信息。线程要设定时间间隔，并且需要显式地中止才会结束。

3）              守护线程。线程等待某事的发生，当事件发生时开始工作，完成后继续进行等待状态。因为事件发生的非常频繁时，使用守护线程以避免独立线程会带来的太多的线程开销。线程要能随时启动，也需要显式地中止才会结束。

所以线程管理需要完成以下功能：

1） 等待。当工作完成时，自动进入等待状态，而不是中止。

2） 定时执行。等待某一时间后，能自动执行。

3） 调用执行。当事件发生时，能继续执行。

4） 中止。正常地结束，把任务处理完，中止线程。

设计一个具有以上管理功能的线程并不困难，但为每一个线程都写一段这样的代码就显得很麻烦了，更何况这些代码其实都是类似的。为此，笔者设计了一个线程管理类，把线程的工作函数放入线程管理的框架内执行。线程的工作函数不再是线程的开始入口，而仅被作为一个函数被调用。

类的声明如下：

class CThreadMaster
{
public:
     CThreadMaster(void);
     ~CThreadMaster(void); 
 
     typedef void (*WorkFuncType)(void * param);
     enum CycleTimeEnum{ AlwaysWait = -1, AlwaysWork = 0};
 
     void Start();
     void Stop();
     void WorkNow();
 
     void Set(WorkFuncType function, void * parameter, int cycleTime);
     void SetWorkFunction( WorkFuncType function );
     void SetWorkParameter( void * parameter);
     void SetCycleTime( int cycleTime );
 
     unsigned long GetThreadId();
 
     static unsigned __stdcall WorkThread( void * lpParameter );
 
protected:
     enum ThreadCmd{ nothing = 0, stop};
 
     ThreadCmd m_ThreadCmd; 
 
     HANDLE   m_hThread;
     HANDLE   m_hEvent;
 
     unsigned int m_ThreadId;
 
     int      m_CycleTime;
     void *   m_lpParameter;
     WorkFuncType m_WorkFunction;        
};

函数void Set(WorkFuncType function, void * parameter, int cycleTime);用来设置线程的工作函数、工作参数、和工作周期，参数如下：

function：工作函数的指针；

parameter：工作函数的参数；

cycleTime：工作函数的执行周期期，可以是一个正整数的时间值，单位为1/1000秒，也可以是如CycleTimeEnum定义的两个特殊值：

enum CycleTimeEnum{ AlwaysWait = -1, AlwaysWork = 0};

cycleTime的值为AlwaysWait表示执行完工作函数以后，线程一直等待，直到WorkNow函数被调用，或线程被Stop函数中止；

cycleTime的值为AlwaysWork表示不停地循环调用工作函数。

如果cycleTime为其它正值，那么执行完工作函数之后，等待cycleTime指定的时长并重新调用工作函数。如果在等待期间调用了WorkNow，那么工作函数将立刻被执行。

函数Start()、Stop()用来启动的中止线程，WorkNow()用来使线程进入工作状态，多次调用WorkNow不会影响工作状态。

 

使用这个类，我们只要把线程函数定义为WorkFuncType类型的静态函数，然后调用CThreadMaster类实例的Set函数设置该函数的指针、参数、和工作状态，就可以使用CThreadMaster提供的控制函数来管理线程了。线程所有的工作都会安全地开始，并优雅地结束。CThreadMaster实例销毁时，也会自动结束线程。

现把这个类的实现代码放到下面，以供参考， CThreadMaster.cpp：

#include <process.h>
#include ". hreadmaster.h"
 
CThreadMaster::CThreadMaster(void)
...{
     m_ThreadCmd = nothing; 
 
     m_hThread = NULL;
     m_hEvent = CreateEvent(NULL, FALSE, TRUE, NULL);
    
     m_ThreadId = 0;
 
     m_CycleTime = AlwaysWork;
     m_WorkFunction = NULL; 
     m_lpParameter = NULL;
}
 
CThreadMaster::~CThreadMaster(void)
...{
     Stop();
     CloseHandle(m_hEvent);
}
 
void CThreadMaster::Start()
...{
     if (m_ThreadId!=0)
         return;
 
     m_ThreadCmd = nothing;
     m_hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL,0, WorkThread, (void *)this, 0, &m_ThreadId);
}
 
void CThreadMaster::Stop()
...{
     if (m_ThreadId==0)
         return;
 
     m_ThreadCmd = stop;
     WorkNow();
     WaitForSingleObject(m_hThread, INFINITE);
     m_ThreadCmd = nothing;
     m_ThreadId = 0;
     m_hThread = NULL;
}
 
void CThreadMaster::WorkNow()
...{
     if (m_hThread==0)
     ...{
         Start();
         SetEvent(m_hEvent);
     }else
         SetEvent(m_hEvent);
}
 
unsigned CThreadMaster::WorkThread( void * lpParameter )
...{
     CThreadMaster * pThis = (CThreadMaster*) lpParameter;
     if (pThis==NULL)
         return -1;
     for(;;)
     ...{
         if (pThis->m_CycleTime > AlwaysWork)
              WaitForSingleObject(pThis->m_hEvent, pThis->m_CycleTime);
         else if (pThis->m_CycleTime<=AlwaysWait)
              WaitForSingleObject(pThis->m_hEvent, INFINITE);
 
         if (pThis->m_ThreadCmd==stop)
              return 0;
 
         if (pThis->m_WorkFunction!=NULL)
         ...{
              try...{          
                   (*pThis->m_WorkFunction)(pThis->m_lpParameter);
              }catch (...)...{
              }
         }
     }
 
     return -2;
}
 
void CThreadMaster::Set(WorkFuncType function, void * parameter, int cycleTime)
...{
     m_WorkFunction     = function;
     m_lpParameter = parameter;
     m_CycleTime        = cycleTime;
}
 
void CThreadMaster::SetWorkFunction( WorkFuncType function )
...{
     m_WorkFunction = function;
}
 
void CThreadMaster::SetWorkParameter( void * parameter)
...{
     m_lpParameter = parameter;
}
 
void CThreadMaster::SetCycleTime( int cycleTime )
...{
     m_CycleTime = cycleTime;
}
 
unsigned long CThreadMaster::GetThreadId()
...{
     return m_ThreadId;
}