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++封装POSIX 线程库（二）条件变量的封装和C++封装POSIX 线程库（三）线程的封装三文中介绍的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.cppclass 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.cppint 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

#MakefilePROGS =mainCLEANFILES = core core.* *.core *.o temp.* *.out typescript* \        *.lc *.lh *.bsdi *.sparc *.uwall :${PROGS}CXXFLAGS+=-g  -std=c++11main: main.o Thread.o MutexLock.o Condition.o    ${CXX} ${CXXFLAGS} -o $@ $^ -lpthread    @rm *.oclean:    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