vc多线程.docx

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vc多线程

VC中多线程使用比较广泛而且实用,在网上看到的教程.感觉写的挺好.

一、问题的提出

编写一个耗时的单线程程序：

　　新建一个基于对话框的应用程序SingleThread，在主对话框IDD_SINGLETHREAD_DIALOG添加一个按钮，ID为IDC_SLEEP_SIX_SECOND，标题为“延时6秒”，添加按钮的响应函数，代码如下：

voidCSingleThreadDlg:

:

OnSleepSixSecond（）

{

Sleep（6000）;//延时6秒

}

　　编译并运行应用程序，单击“延时6秒”按钮，你就会发现在这6秒期间程序就象“死机”一样，不在响应其它消息。

为了更好地处理这种耗时的操作，我们有必要学习——多线程编程。

二、多线程概述

　　进程和线程都是操作系统的概念。

进程是应用程序的执行实例，每个进程是由私有的虚拟地址空间、代码、数据和其它各种系统资源组成，进程在运行过程中创建的资源随着进程的终止而被销毁，所使用的系统资源在进程终止时被释放或关闭。

　　线程是进程内部的一个执行单元。

系统创建好进程后，实际上就启动执行了该进程的主执行线程，主执行线程以函数地址形式，比如说main或WinMain函数，将程序的启动点提供给Windows系统。

主执行线程终止了，进程也就随之终止。

　　每一个进程至少有一个主执行线程，它无需由用户去主动创建，是由系统自动创建的。

用户根据需要在应用程序中创建其它线程，多个线程并发地运行于同一个进程中。

一个进程中的所有线程都在该进程的虚拟地址空间中，共同使用这些虚拟地址空间、全局变量和系统资源，所以线程间的通讯非常方便，多线程技术的应用也较为广泛。

　　多线程可以实现并行处理，避免了某项任务长时间占用CPU时间。

要说明的一点是，目前大多数的计算机都是单处理器（CPU）的，为了运行所有这些线程，操作系统为每个独立线程安排一些CPU时间，操作系统以轮换方式向线程提供时间片，这就给人一种假象，好象这些线程都在同时运行。

由此可见，如果两个非常活跃的线程为了抢夺对CPU的控制权，在线程切换时会消耗很多的CPU资源，反而会降低系统的性能。

这一点在多线程编程时应该注意。

　　Win32SDK函数支持进行多线程的程序设计，并提供了操作系统原理中的各种同步、互斥和临界区等操作。

VisualC++6.0中，使用MFC类库也实现了多线程的程序设计，使得多线程编程更加方便。

三、Win32API对多线程编程的支持

　　Win32提供了一系列的API函数来完成线程的创建、挂起、恢复、终结以及通信等工作。

下面将选取其中的一些重要函数进行说明。

1、HANDLECreateThread（LPSECURITY_ATTRIBUTESlpThreadAttributes,

      DWORDdwStackSize,

      LPTHREAD_START_ROUTINElpStartAddress,

      LPVOIDlpParameter,

      DWORDdwCreationFlags,

      LPDWORDlpThreadId）;

该函数在其调用进程的进程空间里创建一个新的线程，并返回已建线程的句柄，其中各参数说明如下：

lpThreadAttributes：

指向一个SECURITY_ATTRIBUTES结构的指针，该结构决定了线程的安全属性，一般置为NULL；

dwStackSize：

指定了线程的堆栈深度，一般都设置为0；

lpStartAddress：

表示新线程开始执行时代码所在函数的地址，即线程的起始地址。

一般情况为（LPTHREAD_START_ROUTINE）ThreadFunc，ThreadFunc是线程函数名；

lpParameter：

指定了线程执行时传送给线程的32位参数，即线程函数的参数；

dwCreationFlags：

控制线程创建的附加标志，可以取两种值。

如果该参数为0，线程在被创建后就会立即开始执行；如果该参数为CREATE_SUSPENDED,则系统产生线程后，该线程处于挂起状态，并不马上执行，直至函数ResumeThread被调用；

lpThreadId：

该参数返回所创建线程的ID；

如果创建成功则返回线程的句柄，否则返回NULL。

2、DWORDSuspendThread（HANDLEhThread）;

该函数用于挂起指定的线程，如果函数执行成功，则线程的执行被终止。

3、DWORDResumeThread（HANDLEhThread）;

该函数用于结束线程的挂起状态，执行线程。

4、VOIDExitThread（DWORDdwExitCode）;

该函数用于线程终结自身的执行，主要在线程的执行函数中被调用。

其中参数dwExitCode用来设置线程的退出码。

5、BOOLTerminateThread（HANDLEhThread,DWORDdwExitCode）;

　　一般情况下，线程运行结束之后，线程函数正常返回，但是应用程序可以调用TerminateThread强行终止某一线程的执行。

各参数含义如下：

hThread：

将被终结的线程的句柄；

dwExitCode：

用于指定线程的退出码。

　　使用TerminateThread（）终止某个线程的执行是不安全的，可能会引起系统不稳定；虽然该函数立即终止线程的执行，但并不释放线程所占用的资源。

因此，一般不建议使用该函数。

6、BOOLPostThreadMessage（DWORDidThread,

 UINTMsg,

 WPARAMwParam,

 LPARAMlParam）;

该函数将一条消息放入到指定线程的消息队列中，并且不等到消息被该线程处理时便返回。

idThread：

将接收消息的线程的ID；

Msg：

指定用来发送的消息；

wParam：

同消息有关的字参数；

lParam：

同消息有关的长参数；

调用该函数时，如果即将接收消息的线程没有创建消息循环，则该函数执行失败。

四、Win32API多线程编程例程

例程1MultiThread1

建立一个基于对话框的工程MultiThread1，在对话框IDD_MULTITHREAD1_DIALOG中加入两个按钮和一个编辑框，两个按钮的ID分别是IDC_START，IDC_STOP，标题分别为“启动”，“停止”，IDC_STOP的属性选中Disabled；编辑框的ID为IDC_TIME，属性选中Read-only；

在MultiThread1Dlg.h文件中添加线程函数声明：

voidThreadFunc（）;

注意，线程函数的声明应在类CMultiThread1Dlg的外部。

在类CMultiThread1Dlg内部添加protected型变量：

 HANDLEhThread;

DWORDThreadID;

分别代表线程的句柄和ID。

在MultiThread1Dlg.cpp文件中添加全局变量m_bRun：

volatileBOOLm_bRun;

m_bRun代表线程是否正在运行。

你要留意到全局变量m_bRun是使用volatile修饰符的，volatile修饰符的作用是告诉编译器无需对该变量作任何的优化，即无需将它放到一个寄存器中，并且该值可被外部改变。

对于多线程引用的全局变量来说，volatile是一个非常重要的修饰符。

编写线程函数：

voidThreadFunc（）

{

CTimetime;

CStringstrTime;

m_bRun=TRUE;

while（m_bRun）

{

 time=CTime:

:

GetCurrentTime（）;

 strTime=time.Format（"%H:

%M:

%S"）;

 :

:

SetDlgItemText（AfxGetMainWnd（）->m_hWnd,IDC_TIME,strTime）;

 Sleep（1000）;

}

}

该线程函数没有参数，也不返回函数值。

只要m_bRun为TRUE，线程一直运行。

双击IDC_START按钮，完成该按钮的消息函数：

voidCMultiThread1Dlg:

:

OnStart（）

{

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

hThread=CreateThread（NULL,

 0,

 （LPTHREAD_START_ROUTINE）ThreadFunc,

 NULL,

 0,

 &ThreadID）;

GetDlgItem（IDC_START）->EnableWindow（FALSE）;

GetDlgItem（IDC_STOP）->EnableWindow（TRUE）;

}

双击IDC_STOP按钮，完成该按钮的消息函数：

voidCMultiThread1Dlg:

:

OnStop（）

{

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

m_bRun=FALSE;

GetDlgItem（IDC_START）->EnableWindow（TRUE）;

GetDlgItem（IDC_STOP）->EnableWindow（FALSE）;

}

编译并运行该例程，体会使用Win32API编写的多线程。

例程2MultiThread2

　　该线程演示了如何传送一个一个整型的参数到一个线程中，以及如何等待一个线程完成处理。

建立一个基于对话框的工程MultiThread2，在对话框IDD_MULTITHREAD2_DIALOG中加入一个编辑框和一个按钮，ID分别是IDC_COUNT，IDC_START，按钮控件的标题为“开始”；

在MultiThread2Dlg.h文件中添加线程函数声明：

voidThreadFunc（intinteger）;

注意，线程函数的声明应在类CMultiThread2Dlg的外部。

在类CMultiThread2Dlg内部添加protected型变量:

 HANDLEhThread;

DWORDThreadID;

分别代表线程的句柄和ID。

打开ClassWizard，为编辑框IDC_COUNT添加int型变量m_nCount。

在MultiThread2Dlg.cpp文件中添加：

voidThreadFunc（intinteger）

{

inti;

for（i=0;i

{

 Beep（200,50）;

 Sleep（1000）;

}

}

双击IDC_START按钮，完成该按钮的消息函数：

voidCMultiThread2Dlg:

:

OnStart（）

{

UpdateData（TRUE）;

intinteger=m_nCount;

hThread=CreateThread（NULL,

 0,

 （LPTHREAD_START_ROUTINE）ThreadFunc,

 （VOID*）integer,

 0,

 &ThreadID）;

GetDlgItem（IDC_START）->EnableWindow（FALSE）;

WaitForSingleObject（hThread,INFINITE）;

GetDlgItem（IDC_START）->EnableWindow（TRUE）;

}

顺便说一下WaitForSingleObject函数，其函数原型为：

DWORDWaitForSingleObject（HANDLEhHandle,DWORDdwMilliseconds）;

hHandle为要监视的对象（一般为同步对象，也可以是线程）的句柄；

dwMilliseconds为hHandle对象所设置的超时值，单位为毫秒；

　　当在某一线程中调用该函数时，线程暂时挂起，系统监视hHandle所指向的对象的状态。

如果在挂起的dwMilliseconds毫秒内，线程所等待的对象变为有信号状态，则该函数立即返回；如果超时时间已经到达dwMilliseconds毫秒，但hHandle所指向的对象还没有变成有信号状态，函数照样返回。

参数dwMilliseconds有两个具有特殊意义的值：

0和INFINITE。

若为0，则该函数立即返回；若为INFINITE，则线程一直被挂起，直到hHandle所指向的对象变为有信号状态时为止。

　　本例程调用该函数的作用是按下IDC_START按钮后，一直等到线程返回，再恢复IDC_START按钮正常状态。

编译运行该例程并细心体会。

例程3MultiThread3

传送一个结构体给一个线程函数也是可能的，可以通过传送一个指向结构体的指针参数来完成。

先定义一个结构体：

typedefstruct

{

intfirstArgu,

longsecondArgu,

…

}myType,*pMyType;

创建线程时CreateThread（NULL,0,threadFunc,pMyType,…）;

在threadFunc函数内部，可以使用“强制转换”：

intintValue=（（pMyType）lpvoid）->firstArgu;

longlongValue=（（pMyType）lpvoid）->seconddArgu;

……

例程3MultiThread3将演示如何传送一个指向结构体的指针参数。

建立一个基于对话框的工程MultiThread3，在对话框IDD_MULTITHREAD3_DIALOG中加入一个编辑框IDC_MILLISECOND，一个按钮IDC_START，标题为“开始”，一个进度条IDC_PROGRESS1；

打开ClassWizard，为编辑框IDC_MILLISECOND添加int型变量m_nMilliSecond，为进度条IDC_PROGRESS1添加CProgressCtrl型变量m_ctrlProgress；

在MultiThread3Dlg.h文件中添加一个结构的定义：

structthreadInfo

{

UINTnMilliSecond;

CProgressCtrl*pctrlProgress;

};

线程函数的声明：

UINTThreadFunc（LPVOIDlpParam）;

注意，二者应在类CMultiThread3Dlg的外部。

在类CMultiThread3Dlg内部添加protected型变量:

HANDLEhThread;

DWORDThreadID;

分别代表线程的句柄和ID。

在MultiThread3Dlg.cpp文件中进行如下操作：

定义公共变量threadInfoInfo；

双击按钮IDC_START，添加相应消息处理函数：

voidCMultiThread3Dlg:

:

OnStart（）

{

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

UpdateData（TRUE）;

Info.nMilliSecond=m_nMilliSecond;

Info.pctrlProgress=&m_ctrlProgress;

hThread=CreateThread（NULL,

 0,

 （LPTHREAD_START_ROUTINE）ThreadFunc,

 &Info,

 0,

 &ThreadID）;

/*

GetDlgItem（IDC_START）->EnableWindow（FALSE）;

WaitForSingleObject（hThread,INFINITE）;

GetDlgItem（IDC_START）->EnableWindow（TRUE）;

*/

}

在函数BOOLCMultiThread3Dlg:

:

OnInitDialog（）中添加语句：

{

……

//TODO:

Addextrainitializationhere

m_ctrlProgress.SetRange（0,99）;

m_nMilliSecond=10;

UpdateData（FALSE）;

returnTRUE; //returnTRUE unlessyousetthefocustoacontrol

}

添加线程处理函数：

UINTThreadFunc（LPVOIDlpParam）{

threadInfo*pInfo=（threadInfo*）lpParam;

for（inti=0;i<100;i++）

{

 intnTemp=pInfo->nMilliSecond;

 pInfo->pctrlProgress->SetPos（i）;

 Sleep（nTemp）;

}

return0;

}

　　顺便补充一点，如果你在voidCMultiThread3Dlg:

:

OnStart（）函数中添加/**/语句，编译运行你就会发现进度条不进行刷新，主线程也停止了反应。

什么原因呢？

这是因为WaitForSingleObject函数等待子线程（ThreadFunc）结束时，导致了线程死锁。

因为WaitForSingleObject函数会将主线程挂起（任何消息都得不到处理），而子线程ThreadFunc正在设置进度条，一直在等待主线程将刷新消息处理完毕返回才会检测通知事件。

这样两个线程都在互相等待，死锁发生了，编程时应注意避免。

例程4MultiThread4

该例程测试在Windows下最多可创建线程的数目。

建立一个基于对话框的工程MultiThread4，在对话框IDD_MULTITHREAD4_DIALOG中加入一个按钮IDC_TEST和一个编辑框IDC_COUNT，按钮标题为“测试”，编辑框属性选中Read-only；

在MultiThread4Dlg.cpp文件中进行如下操作：

添加公共变量volatileBOOLm_bRunFlag=TRUE;

该变量表示是否还能继续创建线程。

添加线程函数：

DWORDWINAPIthreadFunc（LPVOIDthreadNum）

{

while（m_bRunFlag）

{

 Sleep（3000）;

}

return0;

}

只要m_bRunFlag变量为TRUE，线程一直运行。

双击按钮IDC_TEST，添加其响应消息函数：

voidCMultiThread4Dlg:

:

OnTest（）

{

DWORDthreadID;

GetDlgItem（IDC_TEST）->EnableWindow（FALSE）;

longnCount=0;

while（m_bRunFlag）

{

 if（CreateThread（NULL,0,threadFunc,NULL,0,&threadID）==NULL）

 {

 m_bRunFlag=FALSE;

 break;

 }

 else

 {

 nCount++;

 }

}

 //不断创建线程，直到再不能创建为止

m_nCount=nCount;

UpdateData（FALSE）;

Sleep（5000）;

 //延时5秒，等待所有创建的线程结束

GetDlgItem（IDC_TEST）->EnableWindow（TRUE）;

 m_bRunFlag=TRUE;

}

五、MFC对多线程编程的支持

　　MFC中有两类线程，分别称之为工作者线程和用户界面线程。

二者的主要区别在于工作者线程没有消息循环，而用户界面线程有自己的消息队列和消息循环。

　　工作者线程没有消息机制，通常用来执行后台计算和维护任务，如冗长的计算过程，打印机的后台打印等。

用户界面线程一般用于处理独立于其他线程执行之外的用户输入，响应用户及系统所产生的事件和消息等。

但对于Win32的API编程而言，这两种线程是没有区别的，它们都只需线程的启动地址即可启动线程来执行任务。

　　在MFC中，一般用全局函数AfxBeginThread（）来创建并初始化一个线程的运行，该函数有两种重载形式，分别用于创建工作者线程和用户界面线程。

两种重载函数原型和参数分别说明如下：

（1）CWinThread*AfxBeginThread（AFX_THREADPROCpfnThreadProc,

       LPVOIDpParam,

       nPriority=THREAD_PRIORITY_NORMAL,

       UINTnStackSize=0,

       DWORDdwCreateFlags=0,

       LPSECURITY_ATTRIBUTESlpSecurityAttrs=NULL）;

PfnThreadProc:

指向工作者线程的执行函数的指针，线程函数原型必须声明如下：

UINTExecutingFunction（LPVOIDpParam）;

请注意，ExecutingFunction（）应返回一个UINT类型的值，用以指明该函数结束的原因。

一般情况下，返回0表明执行成功。

pParam：

传递给线程函数的一个32位参数，执行函数将用某种方式解释该值。

它可以是数值，或是指向一个结构的指针，甚至可以被忽略；

nPriority：

线程的优先级。

如果为0，则线程与其父线程具有相同的优先级；

nStackSize:

线程为自己分配堆栈的大小，其单位为字节。

如果nStackSize被设为0，则线程的堆栈被设置成与父线程堆栈相同大小；

dwCreateFlags：

如果为0，则线程在创建后立刻开始执行。

如果为CREATE_SUSPEND，则线程在创建后立刻被挂起；

lpSecurityAttrs：

线程的安全属性指针，一般为NULL；

（2）CWinThread*AfxBeginThread（CRuntimeClass*pThreadClass,

       intnPriority=THREAD_PRIORITY_NORMAL,

       UINTnStackSize=0,

       DWORDdwCreateFlags=0,

       LPSECURITY_ATTRIBUTESlpSecurityAttrs=NULL）;

　　pThreadClass是指向CWinThread的一个导出类的运行时类对象的指针，该导出类定义了被创建的用户界面线程的启动、退出等；其它参数的意义同形式1。

使用函数的这个原型生成的线程也有消息机制，在以后的例子中我们将发现同主线程的机制几乎一样。

下面我们对CWinThread类的数据成员及常用函数进行简要说明。

m_hThread：

当前线程的句柄；

m_nThreadID:

当前线程的ID；

m_pMainWnd：

指向应用程序主窗口的指针

BOOLCWinThread:

:

CreateThread（DWO