Visual C++优化对大型数据集合的并发访问

核心提示：与前面的构造块类不同，要向您解释清楚 Thread 类有一点儿困难（参见图 4），Visual C++优化对大型数据集合的并发访问(4)，对于那些了解 Java 的读者而言，它非常像 Java Thread 类，假设新线程是在运行状态中创建的，如果新线程在 run 方法中比较早地调用了 getId 或 getHandl

与前面的构造块类不同，要向您解释清楚 Thread 类有一点儿困难（参见图 4）。对于那些了解 Java 的读者而言，它非常像 Java Thread 类，不同之处在于它不支持单独的 Run 接口 — 它要求直接从 Thread 派生。

对于那些不熟悉 Java 的线程机制的读者而言，以下是您使用 Thread 类的方法。首先，从 Thread 派生一个类（假设为 MyThread），然后重写纯虚拟方法 run。在该方法中放入您希望新线程执行的代码。然后，构建一个 MyThread 类型的对象，并调用 start。此时，新的线程将开始在您的 run 方法中执行。如果您希望另一个线程等待至 MyThread 线程退出，请调用 wait。（当然，您绝不能从 run 方法内部调用 wait 方法。）

以这种方式对线程进行建模的优点之一是：它使得与线程的通讯变得容易多了。要将信息传递给线程，您需要做的全部事情就是将这些信息存储在您的 MyThread 类的数据成员中。我通常在构造函数中完成这一工作。要向您的线程外部传递信息，只须完成相反的工作 — 在您的 run 方法中，将信息存储在您的 MyThread 类的数据成员中，然后实现 getter 方法以使其他线程可以获取该数据。

很重要的一点是您的线程类的任何数据成员都是私有的，并带有用于访问它们的 getter 和/或 setter 方法。这是因为将很可能从多个线程中访问这些数据成员，因此您需要使用封装所提供的控制来保证正确的线程同步。

Figure 5 Thread Implementation

Thread::Thread() : m_id(0), m_h(0)
{
}
Thread::~Thread()
{
　　if (m_h != 0)
　　{
　　　　wait();
　　　　CloseHandle(m_h);
　　　　m_id = 0;
　　　　m_h = 0;
　　}
}
void Thread::start()
{
　　if (m_h != 0)
　　{
　　　　wait();
　　　　CloseHandle(m_h);
　　　　m_id = 0;
　　　　m_h = 0;
　　}
　　unsigned id;
　　unsigned long h = _beginthreadex(0, 0, entryPoint, this,
　　　　CREATE_SUSPENDED, &id);
　　if (h == 0)
　　{
　　　　throw Exception(Exception::k_threadCreationFailure);
　　}
　　m_id = id;
　　m_h = reinterpret_cast<HANDLE>(h);
　　if (ResumeThread(m_h) == static_cast<DWORD>(-1))
　　{
　　　　throw Exception(Exception::k_threadResumeFailure, GetLastError());
　　}
}
unsigned __stdcall Thread::entryPoint(void* pArg)
{
　　try
　　{
　　　　Thread* pThis = static_cast<Thread*>(pArg);
　　　　pThis->run();
　　}
　　catch (const Exception& e)
　　{
　　　　cout << "Thread " << e.getErrorMsg() << endl << endl;
　　}
　　catch (const exception& e)
　　{
　　　　cout << "std::exception in thread:　" << e.what() << endl << endl;
　　}
　　return 0;
}
bool Thread::wait(unsigned long timeout)
{
　　bool result = true;
　　if (m_h != 0)
　　{
　　　　switch (WaitForSingleObject(m_h, timeout))
　　　　{
　　　　case WAIT_OBJECT_0:
　　　　　　break;
　　　　case WAIT_TIMEOUT:
　　　　　　result = false;
　　　　　　break;
　　　　default:
　　　　　　throw Exception(Exception::k_threadWaitFailure,
　　　　　　　　GetLastError());
　　　　　　break;
　　　　}
　　}
　　return result;
}

图 5

Thread 类的实现有几个难点（参见图 5）。首先，请观察私有和静态 entryPoint 方法：

static unsigned __stdcall entryPoint(void* pArg);

该方法是传递给 _beginthreadex API 以启动线程运行的函数。您不能传递一个非静态方法（如 run），因为非静态方法的调用约定与 _beginthreadex 预期的调用约定不同。（它不知道如何传递该指针。）但是，被声明为 __stdcall 的静态方法将完全适用。对 _beginthreadex API（它位于 start 方法中）的调用会传递一个指向 entryPoint 方法的指针和 this 指针。当新的线程开始在 entryPoint 中执行时，pArg 参数将是传递给 _beginthreadex 的 this 指针。然后，entryPoint 方法将它转换为 Thread* 并调用 run。虚拟方法的魔力将接管工作，并将执行传递给您的 MyThread::run 方法。

entryPoint 方法还具有另外一个用途。它为最可能的异常类型提供最后的异常处理程序。这可以确保您在某个环节恰好出错时，能够获得有用的错误消息。

Thread 类的另外一个微妙的方面值得提一下。在 start 方法中，您将注意到线程是在挂起状态中创建的，然后线程 ID 和句柄被赋给类成员。最后，线程被恢复执行。这一挂起是必要的，可防止出现竞争情形。假设新线程是在运行状态中创建的。如果新线程在 run 方法中比较早地调用了 getId 或 getHandle，则它可能在 start 方法已经进行赋值之前访问这些成员。