C++对于托管代码的封装
2007-05-16 22:57
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C++对于托管代码的封装一向不是很尽善尽美,从最初的static成员函数到MFC的消息映射表,及至ATL的thunk机制。真可谓花样百出、层出不穷了。究其原因,这乃是C++的this指针惹的祸,这个“祸害”也就是Borland的VCL是用Object PASCAL编写的,而C++ Buider只能提供VCL的动态链接之缘由了。
然而,我在不经意之间却获得了另一个封装的方法,完全脱离了static成员函数的一贯做法,并直接将非static成员函数指定为线程的托管代码——也许这听上去很神奇,其实不过尔尔,且听李马慢慢道来。
首先我将线程对象封装成一个纯虚基类ThreadObject,如下:
这个类简单地封装了线程对象的数据成员及工作函数,下面我将基于这个类使用C++的继承来实现两种不同的托管封装。
首先是通常使用的方法。这种方法使用了一个static成员函数作为线程的托管代码,在创建线程的时候将类的this指针传入作为线程参数,代码大致如下:
下面我来解释一下使用static成员函数的原因,也就是开头所说的“this指针惹的祸”。CreateThread所需要的线程入口函数是一个这样规格的函数:
如果使用了非static成员函数(诸位可以将m_ThreadProc前面的static去掉重新编译试试),那么编译器会给出类似这样的出错提示:
error C2664: 'CreateThread' : cannot convert parameter 3 from 'unsigned long (void *)' to 'unsigned long (__stdcall *)(void *)'
这是为什么呢?其实,C++的非static成员函数在编译器的处理下,会在参数中加入一个隐含的this指针,成为类似这个样子:
这当然不符合我们预期的调用约定。于是,严格的C++编译器就会在发生类似这样的类型转换的时候予以坚决制止。不过,当我回头望到基类中的这个函数的时候,突然眼前一亮:
我想,这个函数经过this指针处理后,应该会变成类似这个样子:
一个指针参数,这倒是非常符合线程函数的规格了。于是,我写出了如下的代码:
结果令人失望,因为编译器根本不允许将DoWork转换成LPVOID。百无聊赖之中,我随手写下了这样的代码:
这段代码竟然能够编译成功(不过当然不能执行,否则程序必然当掉),于是,我将目光移到了虚函数表上。我可以通过this指针获取虚函数表指针vptr的值,然后经由这个指针获得虚函数表,那么这个表的第二个栏位自然就是DoWork的地址了!于是我重新振作起来,完成了我的线程类:
那么,现在可以对比测试一下了:
这就是我花了半个下午的时间封装出来的代码。走笔至此,我突然问自己:这半个下午我到底做了什么?就是这么一段非常有暴力倾向甚至有些变态的代码吗?呃……的确是这样,因此我还是建议你使用MyThread1的托管封装做法。至于我的做法,我仍然希望它能多少带给你一些启发或警示,使得它还不至于完全没用。
真是球胡麻差。
然而,我在不经意之间却获得了另一个封装的方法,完全脱离了static成员函数的一贯做法,并直接将非static成员函数指定为线程的托管代码——也许这听上去很神奇,其实不过尔尔,且听李马慢慢道来。
首先我将线程对象封装成一个纯虚基类ThreadObject,如下:
class ThreadObject { public: virtual void Create() = 0; void Wait() { WaitForSingleObject( m_hThread, INFINITE ); CloseHandle( m_hThread ); } protected: virtual DWORD WINAPI DoWork( void ) { for ( int i = 0; i < 10; i++ ) { Sleep( rand() % 1000 ); printf( "Thread %08X is running./n", m_dwThreadID ); } return 0; } DWORD m_dwThreadID; HANDLE m_hThread; }; |
首先是通常使用的方法。这种方法使用了一个static成员函数作为线程的托管代码,在创建线程的时候将类的this指针传入作为线程参数,代码大致如下:
class MyThread1 : public ThreadObject { public: void Create() { m_hThread = CreateThread( NULL, 0, MyThread1::m_ThreadProc, this, 0, &m_dwThreadID ); } protected: static DWORD WINAPI m_ThreadProc( LPVOID lpParam ) { MyThread1 *pThis = (MyThread1 *)lpParam; return pThis->DoWork(); } }; |
DWORD WINAPI ThreadProc( LPVOID lpParameter ); |
error C2664: 'CreateThread' : cannot convert parameter 3 from 'unsigned long (void *)' to 'unsigned long (__stdcall *)(void *)'
这是为什么呢?其实,C++的非static成员函数在编译器的处理下,会在参数中加入一个隐含的this指针,成为类似这个样子:
DWORD WINAPI MyThread1_m_ThreadProc( const MyThread1* this, LPVOID lpParam ); |
DWORD WINAPI ThreadObject::DoWork( void ); |
DWORD WINAPI ThreadObject_DoWork( const ThreadObject* this ); |
LPVOID p = (LPVOID)DoWork; LPTHREAD_START_ROUTINE pFunc = (LPTHREAD_START_ROUTINE)p; m_hThread = CreateThread( NULL, 0, pFunc, this, 0, &m_dwThreadID ); |
LPTHREAD_START_ROUTINE pFunc = (LPTHREAD_START_ROUTINE)0x12345; |
class MyThread2 : public ThreadObject { public: void Create() { // 首先获得vtable的指针vptr DWORD **pVptr = (DWORD **)this; // 经由虚函数表获得DoWork的地址进行调用 LPTHREAD_START_ROUTINE pFunc = (LPTHREAD_START_ROUTINE)(*pVptr)[1]; // (*pVptr)[0]为Create m_hThread = CreateThread( NULL, 0, pFunc, this, 0, &m_dwThreadID ); } }; |
MyThread1 t1; MyThread2 t2; t1.Create(); t2.Create(); t1.Wait(); t2.Wait(); |
真是球胡麻差。
评论列表 |
【李马 回复于 2006年2月28日 4:43PM 】 To mopyman: 这里所说的托管封装,是指C++类对Win32回调函数的封装。 |
【mopyman 评论于 2006年2月28日 4:32PM 】 C++对于"托管代码"的封装一向不是很尽善尽美, 你这里说的托管代码指什么?看你的代码是对win32线程API的封装,好像没有涉及到托管代码。 |
【李马 回复于 2006年2月24日 4:48PM 】 To 四不象: 感谢您的提醒。MyThread2封装的局限性,并非仅仅是在于您所说的多重继承,参看: LPTHREAD_START_ROUTINE pFunc = (LPTHREAD_START_ROUTINE)(*pVptr)[1]; // (*pVptr)[0]为Create 根据vtable表的栏位来调用一个成员函数,这是一句我自己都认为有些变态的代码。假如ThreadObject面临日后的扩展,那么修改这一句的方法是非常不可行的。所以,这段代码是完全不可用的,它没有任何存在的理由。这也就是我没有对它深究的原因。 当然,回到多重继承的问题,我为之做一个答复: class derived : public base1, public base2 { public: int m_file3; void func3() { printf( "0x%08X/n", (const base1*)this ); printf( "0x%08X/n", (const base2*)this ); } }; |
【四不象 评论于 2006年2月24日 4:13PM 】 你的代码基于假设 MyThread2::Create() 和 MyThread2::DoWork() 两个成员函数中的 this 指针是一致的。 一般情况下,这两个成员函数内部的this指针确实是一致的,但是对于多重继承或者虚继承,基类的成员函数内部this指针和派生类的this指针并不一致。 看如下的代码: class base1 { public: int m_fill1; void func1(){printf("0x%08X/n",this);}; }; class base2 { public: int m_fill2; void func2(){printf("0x%08X/n",this);}; }; class derived:public base1,public base2 { public: int m_file3; }; int main() { derived test; test.func1(); test.func2(); return 0; } |
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