唐吉诃德

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#ifndef _ThreadPool_H_
#define _ThreadPool_H_
#pragma warning(disable: 4530)
#pragma warning(disable: 4786)
#include <cassert>
#include <vector>
#include <queue>
#include <windows.h>
class ThreadJob  //工作基类
{
public:
    //供线程池调用的虚函数
    virtual void DoJob(void *pPara) = 0;
};
class ThreadPool
{
public:
    //dwNum 线程池规模
    ThreadPool(DWORD dwNum = 4) : _lThreadNum(0), _lRunningNum(0)
    {
        InitializeCriticalSection(&_csThreadVector);
        InitializeCriticalSection(&_csWorkQueue);
        _EventComplete = CreateEvent(0, false, false, NULL);
        _EventEnd = CreateEvent(0, true, false, NULL);
        _SemaphoreCall = CreateSemaphore(0, 0,  0x7FFFFFFF, NULL);
        _SemaphoreDel =  CreateSemaphore(0, 0,  0x7FFFFFFF, NULL);
        assert(_SemaphoreCall != INVALID_HANDLE_VALUE);
        assert(_EventComplete != INVALID_HANDLE_VALUE);
        assert(_EventEnd != INVALID_HANDLE_VALUE);
        assert(_SemaphoreDel != INVALID_HANDLE_VALUE);
        AdjustSize(dwNum <= 0 ? 4 : dwNum);
    }
    ~ThreadPool()
    {
        DeleteCriticalSection(&_csWorkQueue);
        CloseHandle(_EventEnd);
        CloseHandle(_EventComplete);
        CloseHandle(_SemaphoreCall);
        CloseHandle(_SemaphoreDel);
        vector<ThreadItem*>::iterator iter;
        for(iter = _ThreadVector.begin(); iter != _ThreadVector.end(); iter++)
        {
            if(*iter)
                delete *iter;
        }
        DeleteCriticalSection(&_csThreadVector);
    }
    //调整线程池规模
    int AdjustSize(int iNum)
    {
        if(iNum > 0)
        {
            ThreadItem *pNew;
            EnterCriticalSection(&_csThreadVector);
            for(int _i=0; _i<iNum; _i++)
            {
                _ThreadVector.push_back(pNew = new ThreadItem(this));
                assert(pNew);
                pNew->_Handle = CreateThread(NULL, 0, DefaultJobProc, pNew, 0, NULL);
                assert(pNew->_Handle);
            }
            LeaveCriticalSection(&_csThreadVector);
        }
        else
        {
            iNum *= -1;
            ReleaseSemaphore(_SemaphoreDel,  iNum > _lThreadNum ? _lThreadNum : iNum, NULL);
        }
        return (int)_lThreadNum;
    }
    //调用线程池
    void Call(void (*pFunc)(void  *), void *pPara = NULL)
    {
        assert(pFunc);
        EnterCriticalSection(&_csWorkQueue);
        _JobQueue.push(new JobItem(pFunc, pPara));
        LeaveCriticalSection(&_csWorkQueue);
        ReleaseSemaphore(_SemaphoreCall, 1, NULL);
    }
    //调用线程池
    inline void Call(ThreadJob * p, void *pPara = NULL)
    {
        Call(CallProc, new CallProcPara(p, pPara));
    }
    //结束线程池, 并同步等待
    bool EndAndWait(DWORD dwWaitTime = INFINITE)
    {
        SetEvent(_EventEnd);
        return WaitForSingleObject(_EventComplete, dwWaitTime) == WAIT_OBJECT_0;
    }
    //结束线程池
    inline void End()
    {
        SetEvent(_EventEnd);
    }
    inline DWORD Size()
    {
        return (DWORD)_lThreadNum;
    }
    inline DWORD GetRunningSize()
    {
        return (DWORD)_lRunningNum;
    }
    bool IsRunning()
    {
        return _lRunningNum > 0;
    }
protected:
    //工作线程
    static DWORD WINAPI DefaultJobProc(LPVOID lpParameter = NULL)
    {
        ThreadItem *pThread = static_cast<ThreadItem*>(lpParameter);
        assert(pThread);
        ThreadPool *pThreadPoolObj = pThread->_pThis;
        assert(pThreadPoolObj);
        InterlockedIncrement(&pThreadPoolObj->_lThreadNum);
        HANDLE hWaitHandle[3];
        hWaitHandle[0] = pThreadPoolObj->_SemaphoreCall;
        hWaitHandle[1] = pThreadPoolObj->_SemaphoreDel;
        hWaitHandle[2] = pThreadPoolObj->_EventEnd;
        JobItem *pJob;
        bool fHasJob;
        for(;;)
        {
            DWORD wr = WaitForMultipleObjects(3, hWaitHandle, false, INFINITE);
            //响应删除线程信号
            if(wr == WAIT_OBJECT_0 + 1) 
                break;
            //从队列里取得用户作业
            EnterCriticalSection(&pThreadPoolObj->_csWorkQueue);
            if(fHasJob = !pThreadPoolObj->_JobQueue.empty())
            {
                pJob = pThreadPoolObj->_JobQueue.front();
                pThreadPoolObj->_JobQueue.pop();
                assert(pJob);
            }
            LeaveCriticalSection(&pThreadPoolObj->_csWorkQueue);
            //受到结束线程信号确定是否结束线程(结束线程信号&& 是否还有工作)
            if(wr == WAIT_OBJECT_0 + 2 && !fHasJob) 
                break;
            if(fHasJob && pJob)
            {
                InterlockedIncrement(&pThreadPoolObj->_lRunningNum);
                pThread->_dwLastBeginTime = GetTickCount();
                pThread->_dwCount++;
                pThread->_fIsRunning = true;
                pJob->_pFunc(pJob->_pPara); //运行用户作业
                delete pJob;
                pThread->_fIsRunning = false;
                InterlockedDecrement(&pThreadPoolObj->_lRunningNum);
            }
        }
        //删除自身结构
        EnterCriticalSection(&pThreadPoolObj->_csThreadVector);
    pThreadPoolObj->_ThreadVector.erase(find(pThreadPoolObj->_ThreadVector.begin(), pThreadPoolObj->_ThreadVector.end(), pThread));
        LeaveCriticalSection(&pThreadPoolObj->_csThreadVector);
        delete pThread;
        InterlockedDecrement(&pThreadPoolObj->_lThreadNum);
        if(!pThreadPoolObj->_lThreadNum)  //所有线程结束
            SetEvent(pThreadPoolObj->_EventComplete);
        return 0;
    }
    //调用用户对象虚函数
    static void CallProc(void *pPara)
    {
        CallProcPara *cp = static_cast<CallProcPara *>(pPara);
        assert(cp);
        if(cp)
        {
            cp->_pObj->DoJob(cp->_pPara);
            delete cp;
        }
    }
    //用户对象结构
    struct CallProcPara 
    {
        ThreadJob* _pObj;//用户对象
        void *_pPara;//用户参数
        CallProcPara(ThreadJob* p, void *pPara) : _pObj(p), _pPara(pPara) { };
    };
    //用户函数结构
    struct JobItem
    {
        void (*_pFunc)(void  *);//函数
        void *_pPara; //参数
        JobItem(void (*pFunc)(void  *) = NULL, void *pPara = NULL) : _pFunc(pFunc), _pPara(pPara) { };
    };
    //线程池中的线程结构
    struct ThreadItem
    {
        HANDLE _Handle; //线程句柄
        ThreadPool *_pThis;  //线程池的指针
        DWORD _dwLastBeginTime; //最后一次运行开始时间
        DWORD _dwCount; //运行次数
        bool _fIsRunning;
        ThreadItem(ThreadPool *pthis) : _pThis(pthis), _Handle(NULL), _dwLastBeginTime(0), _dwCount(0), _fIsRunning(false) { };
        ~ThreadItem()
        {
            if(_Handle)
            {
                CloseHandle(_Handle);
                _Handle = NULL;
            }
        }
    };
    std::queue<JobItem *> _JobQueue;  //工作队列
    std::vector<ThreadItem *>  _ThreadVector; //线程数据
    CRITICAL_SECTION _csThreadVector, _csWorkQueue; //工作队列临界, 线程数据临界
    HANDLE _EventEnd, _EventComplete, _SemaphoreCall, _SemaphoreDel;//结束通知, 完成事件, 工作信号,删除线程信号
    long _lThreadNum, _lRunningNum; //线程数, 运行的线程数
};
#endif //_ThreadPool_H_

使用说明1:

调用方法

void threadfunc(void *p)
{
     YourClass* yourObject = (YourClass*)    p;
 //
}
 ThreadPool tp;
 for(i=0; i<100; i++)
  tp.Call(threadfunc);
ThreadPool tp(20);//20为初始线程池规模
 tp.Call(threadfunc, lpPara);

使用时注意几点:

1. ThreadJob  没什么用,直接写线程函数吧。 

2. 线程函数(threadfunc)的入口参数void* 可以转成自定义的类型对象,这个对象可以记录下线程运行中的数据,并设置线程当前状态,以此与线程进行交互。

3. 线程池有一个EndAndWait函数,用于让线程池中所有计算正常结束。有时线程池中的一个线程可能要运行很长时间,怎么办?可以通过线程函数threadfunc的入口参数对象来处理,比如:

class YourClass 
{
  int cmd; // cmd = 1是上线程停止计算,正常退出。
};
threadfunc(void* p) {
  YourClass* yourObject = (YourClass*)p;
  while (true) {
    // do some calculation
    if (yourClass->cmd == 1)
      break;
  }
}

在主线程中设置yourClass->cmd = 1,该线程就会自然结束。

使用说明2:

Code
void threadfunc(void *p)
{
 //
}
 ThreadPool tp;
 for(i=0; i<100; i++)
  tp.Call(threadfunc);
 ThreadPool tp(20);//20为初始线程池规模
 tp.Call(threadfunc, lpPara);
 tp.AdjustSize(50);//增加50
 tp.AdjustSize(-30);//减少30

 

class MyThreadJob : public ThreadJob //线程对象从ThreadJob扩展
{
public:
 virtual void DoJob(void *p)//自定义的虚函数
 {
  //.
 }
};
 MyThreadJob mt[10];
 ThreadPool tp;
 for(i=0; i<100 i++)
  tp.Call(mt + i);//tp.Call(mt + i, para);
posted on 2010-10-09 09:42 心羽 阅读(370) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: multithread

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