爲什麼一個類的線程函數應該靜態地在同一個類中被訪問？

Question

我的錯誤：

error: cannot convert 'MainWindow::producerThreadFunction' from type 'void* (MainWindow::)(void*)' to type 'void* (*)(void*)' 
    if (pthread_create (&producer, NULL, producerThreadFunction, NULL)) 
                    ^

頭文件：

#ifndef MAINWINDOW_H 
#define MAINWINDOW_H 

#include <QMainWindow> 
#include <QApplication> 

#include <pthread.h> 
#include <stdio.h> 
#include <unistd.h> 
#include <sys/syscall.h> 
#include <iostream> 
#include <QDebug> 

class MainWindow : public QMainWindow 
{ 
    Q_OBJECT 

    pthread_mutex_t mutexVariable = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; 
    pthread_cond_t conditionVariable = PTHREAD_COND_INITIALIZER; 

    QList <int> queueLIFO; 

public: 
    MainWindow(QWidget *parent = 0); 
    ~MainWindow(); 

    // This function is run by the thread `Producer`. 
    void *producerThreadFunction (void *arg); 

    // This function is run by the thread `Consumer`. 
    void *consumerThreadFunction (void *arg); 

    int start(); 
}; 

#endif // MAINWINDOW_H 

源文件：（功能發生錯誤）

int MainWindow :: start() 
{ 
    pthread_t producer; 
    pthread_t consumer; 

    if (pthread_create (&producer, NULL, producerThreadFunction, NULL)) 
    { 
     fprintf (stderr, "Error creating thread Producer\n"); 
     return 1; 
    } 
if (pthread_create (&consumer, NULL, consumerThreadFunction, NULL)) 
{ 
    fprintf (stderr, "Error creating thread Consumer\n"); 
    return 1; 
} 

if (pthread_join (producer, NULL)) 
{ 
    fprintf (stderr, "Error joining thread Producer\n"); 
    return 2; 
} 

if (pthread_join (consumer, NULL)) 
{ 
    fprintf (stderr, "Error joining thread Consumer\n"); 
    return 2; 
} 

return 0; 

}

根據this thread，解決方案是使producerThreadFunction靜態。

爲什麼一個類的線程函數應該是靜態的以便可以在同一個類中訪問？

該函數是該類的成員函數。爲什麼我不能直接訪問它？

Answer 1

pthread_create需要一個函數指針，而不是指向成員函數的指針。這些在C++中是非常不同的類型，因爲成員函數指針包含一個隱含的指針this。在實踐中，靜態成員函數相當於非成員函數，因此工作正常（根據標準，N.B.這在技術上不是真實的 - 見下文）。

如果pthread是一個C++庫，它可能需要一個std::function（或在C++ 11之前，boost::function），它可以接受各種函數類對象;例如函數指針，成員函數指針或函子類。但是，由於pthread是一個C庫，但是，您被困在編寫靜態函數並手動將this指針作爲參數傳遞。

您應該認真考慮使用std::thread（或在C++ 11之前，boost::thread）而不是pthreads。可用的相同同步原語可用於pthreads，例如， std::condition_variable。該std::thread構造函數可以直接接受一個成員函數指針：

std::thread producer(&MainWindow::producerThreadFunction, this); 

標準

C和C++可使用不同calling conventions。這意味着它不是而是可以安全地從C代碼調用C++函數，除非它被包裝在extern "C" block中。然而，如this answer on StackOverflow指出，C++ 11 7.5/4 「聯動規格」 雲：

A C language linkage is ignored in determining the language linkage of the names of class members and the function type of class member functions.

因此，它不能保證由標準來工作。唯一符合標準的選擇是將代碼放在一個非成員函數，在內部，調用一個成員函數：

extern "C" { 

void producerThreadFunctionWrapper(void *arg) 
{ 
    static_cast<MainWindow *>(arg)->producerThreadFunction(); 
} 

} // extern "C" 

// ... 

pthread_create(&consumer, NULL, consumerThreadFunctionWrapper, this); 

在實踐

在實踐中，我從來沒有遇到過的架構/編譯器在哪裏靜態成員函數不使用C鏈接。這個問題的答案question 33.2 in the C++FQA幽默地作出了同樣的觀點：

Regarding the static-members-as-callbacks issue: if your implementation uses different binary calling conventions for C functions and C++ static member functions, call the support and inform them that their developers consume mind-altering chemicals at work.

買者自負，但是，也有這個被烙上了人們的StackOverflow（例如in 32 bit Visual Studio）少數報告。最安全的選擇是使用std::thread或爲您的回調編寫extern "C"包裝。

Answer 2

由於我們幾乎完成了2015年，現在是拋開C++ 2003的時候了。最好的方式叫你的線程如下：

int MainWindow :: start() 
{ 
    std::thread producer(&MainWindow::producerThreadFunction, this); 
    ... 

看看它是多麼容易？而且根本不需要擔心靜態成員函數！