スレッドの作成

概要

スレッドとは、プログラム上で複数の処理を並列に行うための仕組みです。
このプロジェクトでは、スレッドを使うために SDL をラップした hrk::Thread クラスを用意しています。

• hrk::Thread クラス
  • 戻り値が int 型、引数が void* 型の関数を登録して実行できる。
  • スレッドの動作を制御するために run(), stop(), wait() メソッドを提供する。
    • hrk::Thread::run() ... スレッドを実行する。
    • hrk::Thread::stop() ... スレッドを強制的に停止する。
    • hrk::Thread::wait() ... スレッドの終了を待つ。

スレッド操作のイメージ

使い方

それでは、10 [msec] 毎に数値をインクリメントしながら表示するスレッドのサンプルを紹介します。

サンプルのソースコード

#include <iostream>
#include <SDL.h>
#include "Thread.h"
#include "delay.h"

using namespace hrk;
using namespace std;


namespace
{
    // 渡された数値を加算しながら表示する、スレッド用の関数
    int number_output(void* arg)
    {
        int* first_value = reinterpret_cast<int*>(arg);

        enum { Loop_times = 10 };
        int value = *first_value;
        for (int i = 0; i < Loop_times; ++i) {
            cout << value << endl;
            ++value;
            delay_msec(10);
        }
        return value;
    }
}


int main(int argc, char *argv[])
{
    static_cast<void>(argc);
    static_cast<void>(argv);

    // スレッドのオブジェクトを作り、スレッドとして実行する関数と引数を登録する
    int first_values[2] = { 0, 100 };
    Thread thread_1st(number_output, &first_values[0]);
    Thread thread_2nd(number_output, &first_values[1]);

    // スレッドを起動する
    thread_1st.run();
    thread_2nd.run();

    // スレッドの終了を待ち、スレッドから wait() で受け取った値を出力する
    cout << "1st: last_value: " << thread_1st.wait() << endl;
    cout << "2nd: last_value: " << thread_2nd.wait() << endl;

    return 0;
}

実行した例

% ./thread_number_output
0
100
1
101
102
2
103
3
104
4
105
5
106
6
107
7
108
8
109
9
1st: last_value: 10
2nd: last_value: 110 

この実行結果から、２つのスレッドの出力が混ざって表示されているのがわかります。
このサンプルではスレッドに渡す引数が１つなので問題ありませんが、複数の引数をスレッドに渡したい場合には、引数をまとめた構造体やクラスを作成して渡す必要があります。

// 引数を１つにするための構造体を宣言する
typedef struct
{
    int first_value;
    int last_value;
} thread_args_t;

// 構造体の実体を作り、値を初期化する
thread_args_t thread_args;
thread_args.first_value = 0;
thread_args.last_value = 16;

// スレッドに渡す
Thread thread(function, &thread_args); 

スレッドは、複数タスクが同じリソースを操作することを可能にします。したがって、同じリソースについての排他制御が重要になってきます。
スレッドを使う際は、きちんとした設計が必要です。