C++多線程編程入門及范例詳解

1、多線程編程之一問題提出一、問題的提出編寫一個(gè)耗時(shí)的單線程程序：新建一個(gè)基于對(duì)話框的應(yīng)用程序SingleThread在主對(duì)話框IDD_SINGLETHREAD_DIALOG添加一個(gè)按鈕，ID為IDC_SLEEP_SIX_SECOND,標(biāo)題為“延時(shí)6秒”，添加按鈕的響應(yīng)函數(shù)，代碼如下：voidCSingleThreadDlg:OnSleepSixSecond()Sleep(6000);/延時(shí)6秒編譯并運(yùn)行應(yīng)用程序，單擊“延時(shí)6秒”按鈕，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)在這6秒期間程序就象“死機(jī)”一樣，不在響應(yīng)其它消息。為了更好地處理這種耗時(shí)的操作，我們有必要學(xué)習(xí)多線程編程。二、多線程概述進(jìn)程和線程都是操作系統(tǒng)的概念。進(jìn)

2、程是應(yīng)用程序的執(zhí)行實(shí)例，每個(gè)進(jìn)程是由私有的虛擬地址空間、代碼、數(shù)據(jù)和其它各種系統(tǒng)資源組成，進(jìn)程在運(yùn)行過程中創(chuàng)建的資源隨著進(jìn)程的終止而被銷毀，所使用的系統(tǒng)資源在進(jìn)程終止時(shí)被釋放或關(guān)閉。線程是進(jìn)程內(nèi)部的一個(gè)執(zhí)行單元。系統(tǒng)創(chuàng)建好進(jìn)程后，實(shí)際上就啟動(dòng)執(zhí)行了該進(jìn)程的主執(zhí)行線程，主執(zhí)行線程以函數(shù)地址形式，比如說main或WinMain函數(shù)，將程序的啟動(dòng)點(diǎn)提供給Windows系統(tǒng)。主執(zhí)行線程終止了，進(jìn)程也就隨之終止。每一個(gè)進(jìn)程至少有一個(gè)主執(zhí)行線程，它無需由用戶去主動(dòng)創(chuàng)建，是由系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建的。用戶根據(jù)需要在應(yīng)用程序中創(chuàng)建其它線程，多個(gè)線程并發(fā)地運(yùn)行于同一個(gè)進(jìn)程中。一個(gè)進(jìn)程中的所有線程都在該進(jìn)程的虛擬地址空間中

3、，共同使用這些虛擬地址空間、全局變量和系統(tǒng)資源，所以線程間的通訊非常方便，多線程技術(shù)的應(yīng)用也較為廣泛。多線程可以實(shí)現(xiàn)并行處理，避免了某項(xiàng)任務(wù)長(zhǎng)時(shí)間占用CPU時(shí)間。要說明的一點(diǎn)是，目前大多數(shù)的計(jì)算機(jī)都是單處理器(CPU)的，為了運(yùn)行所有這些線程，操作系統(tǒng)為每個(gè)獨(dú)立線程安排一些CPU時(shí)間，操作系統(tǒng)以輪換方式向線程提供時(shí)間片，這就給人一種假象，好象這些線程都在同時(shí)運(yùn)行。由此可見，如果兩個(gè)非常活躍的線程為了搶奪對(duì)CPU的控制權(quán)，在線程切換時(shí)會(huì)消耗很多的CPU資源，反而會(huì)降低系統(tǒng)的性能。這一點(diǎn)在多線程編程時(shí)應(yīng)該注意。Win32SDK函數(shù)支持進(jìn)行多線程的程序設(shè)計(jì)，并提供了操作系統(tǒng)原理中的各種同步、互斥和臨

4、界區(qū)等操作。VisualC+6.0中，使用MFC類庫也實(shí)現(xiàn)了多線程的程序設(shè)計(jì)，使得多線程編程更加方便。三、Win32API對(duì)多線程編程的支持Win32提供了一系列的API函數(shù)來完成線程的創(chuàng)建、掛起、恢復(fù)、終結(jié)以及通信等工作。下面將選取其中的一些重要函數(shù)進(jìn)行說明。..DWORDdwStackSize,LPTHREAD_START_ROUTINElpStartAddress,LPVOIDlpParameter,DWORDdwCreationFlags,LPDWORDlpThreadId);該函數(shù)在其調(diào)用進(jìn)程的進(jìn)程空間里創(chuàng)建一個(gè)新的線程，并返回已建線程的句柄，其中各參數(shù)說

5、明如下：lpThreadAttributes:指向一個(gè)SECURITY_ATTRIBUTES結(jié)構(gòu)的指針，該結(jié)構(gòu)決定了線程的安全屬性，一般置為NULL；dwStackSize:指定了線程的堆棧深度，一般都設(shè)置為0；lpStartAddress:表示新線程開始執(zhí)行時(shí)代碼所在函數(shù)的地址，即線程的起始地址。一般情況為(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadFunc，ThreadFunc是線程函數(shù)名；lpParameter:指定了線程執(zhí)行時(shí)傳送給線程的32位參數(shù)，即線程函數(shù)的參數(shù)；dwCreationFlags:控制線程創(chuàng)建的附加標(biāo)志，可以取兩種值。如果該參數(shù)為0,線程在被創(chuàng)建后就會(huì)

6、立即開始執(zhí)行；如果該參數(shù)為CREATE_SUSPENDED，則系統(tǒng)產(chǎn)生線程后，該線程處于掛起狀態(tài),并不馬上執(zhí)行，直至函數(shù)ResumeThread被調(diào)用；lpThreadld：該參數(shù)返回所創(chuàng)建線程的ID；如果創(chuàng)建成功則返回線程的句柄，否則返回NULL。DWORDSuspendThread(HANDLEhThread);該函數(shù)用于掛起指定的線程，如果函數(shù)執(zhí)行成功，則線程的執(zhí)行被終止。DWORDResumeThread(HANDLEhThread);該函數(shù)用于結(jié)束線程的掛起狀態(tài)，執(zhí)行線程。VOIDExitThread(DWORDdwExitCode);該函數(shù)用于線程終結(jié)自身的執(zhí)行，主要在線程的執(zhí)行函

7、數(shù)中被調(diào)用。其中參數(shù)dwExitCode用來設(shè)置線程的退出碼。BOOLTerminateThread(HANDLEhThread，DWORDdwExitCode);一般情況下，線程運(yùn)行結(jié)束之后，線程函數(shù)正常返回，但是應(yīng)用程序可以調(diào)用TerminateThread強(qiáng)行終止某一線程的執(zhí)行。各參數(shù)含義如下：hThread：將被終結(jié)的線程的句柄；dwExitCode:用于指定線程的退出碼。使用TerminateThread()終止某個(gè)線程的執(zhí)行是不安全的，可能會(huì)引起系統(tǒng)不穩(wěn)定；雖然該函數(shù)立即終止線程的執(zhí)行，但并不釋放線程所占用的資源。因此，一般不建議使用該函數(shù)。1BOOLPostThreadMessa

8、ge(DWORDidThread,UINTMsg,WPARAMwParam,4.LPARAMlParam);4.該函數(shù)將一條消息放入到指定線程的消息隊(duì)列中，并且不等到消息被該線程處理時(shí)便返回。idThread：將接收消息的線程的ID；Msg:指定用來發(fā)送的消息；wParam:同消息有關(guān)的字參數(shù)；IParam:同消息有關(guān)的長(zhǎng)參數(shù)；調(diào)用該函數(shù)時(shí)，如果即將接收消息的線程沒有創(chuàng)建消息循環(huán)，則該函數(shù)執(zhí)行失敗。四、Win32API多線程編程例程例程1MultiThread1建立一個(gè)基于對(duì)話框的工程MultiThreadl,在對(duì)話框IDD_MULTITHREAD1_DIALOG中加入兩個(gè)按鈕和一個(gè)編輯框，兩

9、個(gè)按鈕的ID分別是IDC_START，IDC_STOP，標(biāo)題分別為“啟動(dòng)”，“停止”，IDC_STOP的屬性選中Disabled；編輯框的ID為IDC_TIME，屬性選中Read-only；在MultiThreadlDlg.h文件中添加線程函數(shù)聲明:voidThreadFunc();注意，線程函數(shù)的聲明應(yīng)在類CMultiThread1Dlgl勺外部。在類CMultiThread1Dlg內(nèi)部添加protected型變量:HANDLEhThread;DWORDThreadID;分別代表線程的句柄和ID。在MultiThreadlDlg.cpp文件中添加全局變量m_bRunvolatileBOOLm

10、_bRun;m_bRun代表線程是否正在運(yùn)行。你要留意到全局變量m_bRun是使用volatile修飾符的，volatile修飾符的作用是告訴編譯器無需對(duì)該變量作任何的優(yōu)化，即無需將它放到一個(gè)寄存器中，并且該值可被外部改變。對(duì)于多線程引用的全局變量來說，volatile是一個(gè)非常重要的修飾符。編寫線程函數(shù):voidThreadFunc()CTimetime;CStringstrTime;m_bRun=TRUE;while(m_bRun)time=CTime:GetCurrentTime();strTime=time.Format(%H:%M:%S);:SetDlgItemText(AfxGet

11、MainWnd()-m_hWnd,IDC_TIME,strTime);Sleep(1000);該線程函數(shù)沒有參數(shù)，也不返回函數(shù)值。只要m_bRun為TRUE，線程一直運(yùn)行。雙擊IDC_START按鈕，完成該按鈕的消息函數(shù):..1.12.13./TODO:AddyourcontrolnotificationhandlercodeherehThread=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadFunc,NULL,0,&ThreadID);GetDlgItem(IDC_START)-EnableW

12、indow(FALSE);GetDlgItem(IDC_STOP)-EnableWindow(TRUE);雙擊IDC_STOP按鈕，完成該按鈕的消息函數(shù)：voidCMultiThread1Dlg:OnStop()/TODO:Addyourcontrolnotificationhandlercodeherem_bRun=FALSE;GetDlgItem(IDC_START)-EnableWindow(TRUE);GetDlgItem(IDC_STOP)-EnableWindow(FALSE);編譯并運(yùn)行該例程，體會(huì)使用Win32API編寫的多線程。例程2MultiThread2該線程演示了如何傳

13、送一個(gè)一個(gè)整型的參數(shù)到一個(gè)線程中，以及如何等待一個(gè)線程完成處理。建立一個(gè)基于對(duì)話框的工程MultiThread2,在對(duì)話框IDD_MULTITHREAD2_DIAL0G中加入一個(gè)編輯框和一個(gè)按鈕，ID分別是IDC_COUNT，IDC_START，按鈕控件的標(biāo)題為“開始”；在MultiThread2Dlg.h文件中添加線程函數(shù)聲明：1.voidThreadFunc(intinteger);注意，線程函數(shù)的聲明應(yīng)在類CMultiThread2Dlg的外部。在類CMultiThread2Dlg內(nèi)部添加protected型變量:HANDLEhThread;DWORDThreadID;分別代表線程的句柄

14、和ID。打開ClassWizard，為編輯框IDC_COUNT添加int型變量m_nCount。在MultiThread2Dlg.cpp文件中添加：voidThreadFunc(intinteger)TOC o 1-5 h zinti;for(i=0;iEnableWindow(FALSE);WaitForSingleObject(hThread,INFINITE);GetDlgItem(IDC_START)-EnableWindow(TRUE);順便說一下WaitForSingleObject函數(shù)，其函數(shù)原型為：DWORDWaitForSingleObject(HANDLEhHandle,D

15、WORDdwMilliseconds);hHandle為要監(jiān)視的對(duì)象(一般為同步對(duì)象，也可以是線程)的句柄；dwMilliseconds為hHandle對(duì)象所設(shè)置的超時(shí)值，單位為毫秒；當(dāng)在某一線程中調(diào)用該函數(shù)時(shí)，線程暫時(shí)掛起，系統(tǒng)監(jiān)視hHandle所指向的對(duì)象的狀態(tài)。如果在掛起的dwMilliseconds毫秒內(nèi)，線程所等待的對(duì)象變?yōu)橛行盘?hào)狀態(tài)，則該函數(shù)立即返回；如果超時(shí)時(shí)間已經(jīng)到達(dá)dwMilliseconds毫秒，但hHandle所指向的對(duì)象還沒有變成有信號(hào)狀態(tài)，函數(shù)照樣返回。參數(shù)dwMilliseconds有兩個(gè)具有特殊意義的值：0和INFINITE。若為0，則該函數(shù)立即返回；若為INFI

16、NITE，貝熾程一直被掛起，直到hHandle所指向的對(duì)象變?yōu)橛行盘?hào)狀態(tài)時(shí)為止。本例程調(diào)用該函數(shù)的作用是按下IDC_START按鈕后，一直等到線程返回，再恢復(fù)IDC_START按鈕正常狀態(tài)。編譯運(yùn)行該例程并細(xì)心體會(huì)例程3MultiThread3傳送一個(gè)結(jié)構(gòu)體給一個(gè)線程函數(shù)也是可能的，可以通過傳送一個(gè)指向結(jié)構(gòu)體的指針參數(shù)來完成。先定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體：typedefstructintfirstArgu,longsecondArgu,6.myType,*pMyType;創(chuàng)建線程時(shí)1.CreateThread(NULL,O,threadFunc,pMyType,.);在threadFunc函數(shù)內(nèi)部，可以使

17、用“強(qiáng)制轉(zhuǎn)換”：intintValue=(pMyType)lpvoid)-firstArgu;longlongValue=(pMyType)lpvoid)-seconddArgu;.例程3MultiThread3將演示如何傳送一個(gè)指向結(jié)構(gòu)體的指針參數(shù)。建立一個(gè)基于對(duì)話框的工程MultiThread3,在對(duì)話框IDD_MULTITHREAD3_DIALOG中加入一個(gè)編輯框IDC_MILLISECOND，一個(gè)按鈕IDC_START，標(biāo)題為“開始”，一個(gè)進(jìn)度條IDC_PROGRESS1；打開ClassWizard,為編輯框IDC_MILLISECOND添加int型變量m_nMilliSecond為進(jìn)

18、度條IDC_PROGRESS1添加CProgressCtrl型變量m_ctrlProgress在MultiThread3Dlg.h文件中添加一個(gè)結(jié)構(gòu)的定義：1.structthreadInfo1.structthreadInfo....9.20.1.UINTnMilliSecond;CProgressCtrl*pctrlProgress;線程函數(shù)的聲明：UINTThreadFunc(LPVOIDlpParam);注意，二者應(yīng)在類CMultiThread3Dlg的外部。在類CMulti

19、Thread3Dlg內(nèi)部添加protected型變量:HANDLEhThread;DWORDThreadID;分別代表線程的句柄和ID。在MultiThread3Dlg.cpp文件中進(jìn)行如下操作：定義公共變量threadInfoInfo；雙擊按鈕IDC_START,添加相應(yīng)消息處理函數(shù)：voidCMultiThread3Dlg:OnStart()/TODO:AddyourcontrolnotificationhandlercodehereUpdateData(TRUE);Info.nMilliSecond=m_nMilliSecond;Info.pctrlProgress=&m_ctrlPro

20、gress;hThread=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadFunc,&Info,0,&ThreadID);/*GetDlgItem(IDC_START)-EnableWindow(FALSE);WaitForSingleObject(hThread,INFINITE);GetDlgItem(IDC_START)-EnableWindow(TRUE);*/在函數(shù)BOOLCMultiThread3Dlg:OnInitDialog()中添加語句：3./TODO:Addextrainitializationherem_ctrlPro

21、gress.SetRange(0,99);m_nMilliSecond=10;UpdateData(FALSE);returnTRUE;/returnTRUEunlessyousetthefocustoacontrol添加線程處理函數(shù)：UINTThreadFunc(LPVOIDIpParam)1.2.threadInfo*pInfo=(threadInfo*)lpParam;3.for(inti=0;inMilliSecond;.pInfo-pctrlProgress-SetPos(i);Sleep(nTemp);10.11.return0;12.順便補(bǔ)充一點(diǎn)，如果你在voidC

22、MultiThread3Dlg:0nStart()函數(shù)中添加/*/語句，編譯運(yùn)行你就會(huì)發(fā)現(xiàn)進(jìn)度條不進(jìn)行刷新，主線程也停止了反應(yīng)。什么原因呢？這是因?yàn)閃aitForSingleObject函數(shù)等待子線程(ThreadFunc)結(jié)束時(shí)，導(dǎo)致了線程死鎖。因?yàn)閃aitForSingleObject函數(shù)會(huì)將主線程掛起(任何消息都得不到處理)，而子線程ThreadFunc正在設(shè)置進(jìn)度條，一直在等待主線程將刷新消息處理完畢返回才會(huì)檢測(cè)通知事件。這樣兩個(gè)線程都在互相等待，死鎖發(fā)生了，編程時(shí)應(yīng)注意避免。例程4MultiThread4該例程測(cè)試在Windows下最多可創(chuàng)建線程的數(shù)目。建立一個(gè)基于對(duì)話框的工程Mul

23、tiThread4，在對(duì)話框IDD_MULTITHREAD4_DIALOG中加入一個(gè)按鈕IDC_TEST和一個(gè)編輯框IDC_COUNT,按鈕標(biāo)題為“測(cè)試”，編輯框?qū)傩赃x中Read-only；在MultiThread4Dlg.cpp文件中進(jìn)行如下操作：添加公共變量volatileBOOLm_bRunFlag=TRUE;該變量表示是否還能繼續(xù)創(chuàng)建線程。添加線程函數(shù)：DWORDWINAPIthreadFunc(LPVOIDthreadNum)while(m_bRunFlag)Sleep(3000);return0;只要m_bRunFlag變量為TRUE，線程一直運(yùn)行。雙擊按鈕IDC_TEST，添加其

24、響應(yīng)消息函數(shù)：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;elsenCount+;/不斷創(chuàng)建線程，直到再不能創(chuàng)建為止m_nCount=nCount;UpdateData(FALSE);Sleep(5000);/延時(shí)5秒，等待所有創(chuàng)建的線程結(jié)束GetDlgI

25、tem(IDC_TEST)-EnableWindow(TRUE);m_bRunFlag=TRUE;....55.未完待續(xù)）多線程編程之二MFC中的多線程開發(fā)五、MFC對(duì)多線程編程的支持MFC中有兩類線程，分別稱之為工作者線程和用戶界面線程。二者的主要區(qū)別在于工作者線程沒有消息循環(huán)，而用戶界面線程有自己的消息隊(duì)列和消息循環(huán)。工作者線程沒有消息機(jī)制，通常用來執(zhí)行后臺(tái)計(jì)算和維護(hù)任務(wù)，如冗長(zhǎng)的計(jì)算過程，打印機(jī)的后臺(tái)打印等。用戶界面線程一般用于處理獨(dú)立于其他

26、線程執(zhí)行之外的用戶輸入，響應(yīng)用戶及系統(tǒng)所產(chǎn)生的事件和消息等。但對(duì)于Win32的API編程而言，這兩種線程是沒有區(qū)別的，它們都只需線程的啟動(dòng)地址即可啟動(dòng)線程來執(zhí)行任務(wù)。在MFC中，一般用全局函數(shù)AfxBeginThread(來創(chuàng)建并初始化一個(gè)線程的運(yùn)行，該函數(shù)有兩種重載形式，分別用于創(chuàng)建工作者線程和用戶界面線程。兩種重載函數(shù)原型和參數(shù)分別說明如下CWinThread*AfxBeginThread(AFX_THREADPROCpfnThreadProc,LPVOIDpParam,nPriority=THREAD_PRIORITY_NORMAL,UINTnStackSize=0,DWORDdwCre

27、ateFlags=0,LPSECURITY_ATTRIBUTESlpSecurityAttrs=NULL);PfnThreadProc:指向工作者線程的執(zhí)行函數(shù)的指針，線程函數(shù)原型必須聲明如下：UINTExecutingFunction(LPVOIDpParam);注意，ExecutingFunction()應(yīng)返回一個(gè)UINT類型的值，用以指明該函數(shù)結(jié)束的原因。一般情況下，返回0表明執(zhí)行成功。pParam：傳遞給線程函數(shù)的一個(gè)32位參數(shù)，執(zhí)行函數(shù)將用某種方式解釋該值。它可以是數(shù)值，或是指向一個(gè)結(jié)構(gòu)的指針，甚至可以被忽略；nPriority：線程的優(yōu)先級(jí)。如果為0，則線程與其父線程具有相同的優(yōu)先

28、級(jí)；nStackSize:線程為自己分配堆棧的大小，其單位為字節(jié)。如果nStackSize被設(shè)為0，則線程的堆棧被設(shè)置成與父線程堆棧相同大?。籨wCreateFlags：如果為0，則線程在創(chuàng)建后立刻開始執(zhí)行。如果為CREATE_SUSPEND，則線程在創(chuàng)建后立刻被掛起；lpSecurityAttrs：線程的安全屬性指針，一般為NULL；CWinThread*AfxBeginThread(CRuntimeClass*pThreadClass,intnPriority=THREAD_PRIORITY_NORMAL,UINTnStackSize=0,DWORDdwCreateFlags=0,LPSE

29、CURITY_ATTRIBUTESlpSecurityAttrs=NULL);pThreadClass是指向CWinThread的一個(gè)導(dǎo)出類的運(yùn)行時(shí)類對(duì)象的指針，該導(dǎo)出類定義了被創(chuàng)建的用戶界面線程的啟動(dòng)、退出等；其它參數(shù)的意義同形式1。使用函數(shù)的這個(gè)原型生成的線程也有消息機(jī)制，在以后的例子中我們將發(fā)現(xiàn)同主線程的機(jī)制幾乎一樣。下面我們對(duì)CWinThread類的數(shù)據(jù)成員及常用函數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。m_hThread：當(dāng)前線程的句柄；m_nThreadID:當(dāng)前線程的ID；m_pMainWnd:指向應(yīng)用程序主窗口的指針：BOOLCWinThread:CreateThread(DWORDdwCreateF

30、lags=0,UINTnStackSize=0,LPSECURITY_ATTRIBUTESlpSecurityAttrs=NULL);該函數(shù)中的dwCreateFlags、nStackSize、IpSecurityAttrs參數(shù)和API函數(shù)CreateThread中的對(duì)應(yīng)參數(shù)有相同含義，該函數(shù)執(zhí)行成功，返回非0值，否則返回0。一般情況下，調(diào)用AfxBeginThread()來一次性地創(chuàng)建并啟動(dòng)一個(gè)線程，但是也可以通過兩步法來創(chuàng)建線程：首先創(chuàng)建CWinThread類的一個(gè)對(duì)象，然后調(diào)用該對(duì)象的成員函數(shù)CreateThread(來啟動(dòng)該線程。virtualBOOLCWinThread:InitIn

31、stance();重載該函數(shù)以控制用戶界面線程實(shí)例的初始化。初始化成功則返回非0值，否則返回0。用戶界面線程經(jīng)常重載該函數(shù)，工作者線程一般不使用InitInstance()。virtualintCWinThread:ExitInstance();在線程終結(jié)前重載該函數(shù)進(jìn)行一些必要的清理工作。該函數(shù)返回線程的退出碼，0表示執(zhí)行成功，非0值用來標(biāo)識(shí)各種錯(cuò)誤。同InitInstance()成員函數(shù)一樣，該函數(shù)也只適用于用戶界面線程。六、MFC多線程編程實(shí)例在VisualC+6.0編程環(huán)境中，我們既可以編寫C風(fēng)格的32位Win32應(yīng)用程序，也可以利用MFC類庫編寫C+風(fēng)格的應(yīng)用程序，二者各有其優(yōu)缺點(diǎn)。

32、基于Win32的應(yīng)用程序執(zhí)行代碼小巧，運(yùn)行效率高，但要求程序員編寫的代碼較多，且需要管理系統(tǒng)提供給程序的所有資源；而基于MFC類庫的應(yīng)用程序可以快速建立起應(yīng)用程序，類庫為程序員提供了大量的封裝類，而且DeveloperStudio為程序員提供了一些工具來管理用戶源程序，其缺點(diǎn)是類庫代碼很龐大。由于使用類庫所帶來的快速、簡(jiǎn)捷和功能強(qiáng)大等優(yōu)越性，因此除非有特殊的需要，否則VisualC+推薦使用MFC類庫進(jìn)行程序開發(fā)。我們知道，MFC中的線程分為兩種：用戶界面線程和工作者線程。我們將分別舉例說明。用MFC類庫編程實(shí)現(xiàn)工作者線程例程5MultiThread5為了與Win32API對(duì)照，我們使用MFC

33、類庫編程實(shí)現(xiàn)例程3MultiThread3。建立一個(gè)基于對(duì)話框的工程MultiThread5，在對(duì)話框IDD_MULTITHREAD5_DIALOG中加入一個(gè)編輯框IDC_MILLISECOND，個(gè)按鈕IDC_START，標(biāo)題為“開始”，一個(gè)進(jìn)度條IDC_PROGRESS1；打開ClassWizard，為編輯框IDC_MILLISECOND添加int型變量m_nMilliSecond，為進(jìn)度條IDC_PROGRESS1添加CProgressCtrl型變量m_ctrlProgress；在MultiThread5Dlg.h文件中添加一個(gè)結(jié)構(gòu)的定義：structthreadInfoUINTnMill

34、iSecond;CProgressCtrl*pctrlProgress;線程函數(shù)的聲明：UINTThreadFunc(LPVOIDlpParam);注意，二者應(yīng)在類CMultiThread5Dlg的外部。在類CMultiThread5Dlg內(nèi)部添加protected型變量：CWinThread*pThread;在MultiThread5Dlg.cpp文件中進(jìn)行如下操作：定義公共變量：1.threadInfoInfo;雙擊按鈕IDC_START,添加相應(yīng)消息處理函數(shù)：voidCMultiThread5Dlg:OnStart()/TODO:Addyourcontrolnotificationhan

35、dlercodehere4.UpdateData(TRUE);Info.nMilliSecond=m_nMilliSecond;Info.pctrlProgress=&m_ctrlProgress;8.pThread=AfxBeginThread(ThreadFunc,&Info);10.TOC o 1-5 h z11.在函數(shù)BOOLCMultiThread3Dlg:OnInitDialog()中添加語句：1.3./TODO:Addextrainitializationherem_ctrlProgress.SetRange(0,99);m_nMilliSecond=10;UpdateData(

36、FALSE);returnTRUE;/returnTRUEunlessyousetthefocustoacontrol添加線程處理函數(shù)：.....8.UINTThreadFunc(LPVOIDlpParam)threadInfo*pInfo=(threadInfo*)lpParam;for(inti=0;inMilliSecond;pInfo-pctrlProgress-SetPos(i);Sleep(nTemp

37、);return0;用MFC類庫編程實(shí)現(xiàn)用戶界面線程創(chuàng)建用戶界面線程的步驟：使用ClassWizard創(chuàng)建類CWinThread的派生類(以CUIThread類為例)classCUIThread:publicCWinThreadDECLARE_DYNCREATE(CUIThread)protected:CUIThread();/protectedconstructorusedbydynamiccreation/Attributespublic:/Operationspublic:/Overrides/ClassWizardgeneratedvirtualfunctionoverrides/AF

38、X_VIRTUAL(CUIThread)public:virtualBOOLInitInstance();virtualintExitInstance();/AFX_VIRTUAL/Implementationprotected:virtualCUIThread();/Generatedmessagemapfunctions/AFX_MSG(CUIThread)/NOTE-theClassWizardwilladdandremovememberfunctionshere./AFX_MSG29.DECLARE_MESSAGE_MAP();重載函數(shù)Initlnstance()和Exitlnstan

39、ce()。BOOLCUIThread:InitInstance()CFrameWnd*wnd=newCFrameWnd;wnd-Create(NULL,UIThreadWindow);wnd-ShowWindow(SW_SHOW);wnd-UpdateWindow();m_pMainWnd=wnd;returnTRUE;TOC o 1-5 h z創(chuàng)建新的用戶界面線程voidCUIThreadDlg:OnButton1()CUIThread*pThread=newCUIThread();pThread-CreateThread();請(qǐng)注意以下兩點(diǎn)：A、在UIThreadDlg.cpp的開頭加入語

40、句：#includeUIThread.hB、把UIThread.h中類CUIThread()的構(gòu)造函數(shù)的特性由protected改為public。用戶界面線程的執(zhí)行次序與應(yīng)用程序主線程相同，首先調(diào)用用戶界面線程類的Initlnstance()函數(shù)，如果返回TRUE，繼續(xù)調(diào)用線程的Run()函數(shù)，該函數(shù)的作用是運(yùn)行一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的消息循環(huán)，并且當(dāng)收到WM_QUIT消息后中斷，在消息循環(huán)過程中，Run()函數(shù)檢測(cè)到線程空閑時(shí)(沒有消息),也將調(diào)用Onldle()函數(shù)，最后Run()函數(shù)返回，MFC調(diào)用ExitInstance()函數(shù)清理資源。你可以創(chuàng)建一個(gè)沒有界面而有消息循環(huán)的線程，例如：你可以從CWi

41、nThread派生一個(gè)新類，在InitInstance函數(shù)中完成某項(xiàng)任務(wù)并返回FALSE，這表示僅執(zhí)行InitInstance函數(shù)中的任務(wù)而不執(zhí)行消息循環(huán)，你可以通過這種方法，完成一個(gè)工作者線程的功能。例程6MultiThread6建立一個(gè)基于對(duì)話框的工程MultiThread6，在對(duì)話框IDD_MULTITHREAD6_DIAL0G中加入一個(gè)按鈕IDC_UI_THREAD，標(biāo)題為“用戶界面線程”右擊工程并選中“NewClass.”為工程添加基類為CWinThread派生線程類CUIThread。給工程添加新對(duì)話框IDD_UITHREADDLG,標(biāo)題為“線程對(duì)話框”。為對(duì)話框IDD_UITHR

42、EADDLG創(chuàng)建一個(gè)基于CDialog的類CUIThreadDlg。使用ClassWizard為CUIThreadDlg類添加WM_LBUTTONDOWN消息的處理函數(shù)OnLButtonDown,如下：voidCUIThreadDlg:OnLButtonDown(UINTnFlags,CPointpoint)AfxMessageBox(YouClickedTheLeftButton!);CDialog:OnLButtonDown(nFlags,point);在UIThread.h中添加#includeUIThreadDlg.h并在CUIThread類中添加protected變量CUIThrea

43、dm_dlg：..5.26.27.DECLARE_DYNCREATE(CUIThread)protected:CUIThread();/protectedconstructorusedbydynamiccreation/Attributespublic:/Operationspublic:/Overrides/ClassWizardgeneratedvirtualfunctionoverrides/AFX_VIRTUAL(CUIThread)public:virt

44、ualBOOLInitInstance();virtualintExitInstance();/AFX_VIRTUAL/Implementationprotected:CUIThreadDlgm_dlg;virtualCUIThread();/Generatedmessagemapfunctions/AFX_MSG(CUIThread)/NOTE-theClassWizardwilladdandremovememberfunctionshere./AFX_MSG30.31.DECLARE_MESSAGE_MAP();分別重載Initlnstance()函數(shù)和Exitlnstance()函數(shù)：B

45、OOLCUIThread:InitInstance()m_dlg.Create(IDD_UITHREADDLG);m_dlg.ShowWindow(SW_SHOW);m_pMainWnd=&m_dlg;returnTRUE;TOC o 1-5 h CUIThread:ExitInstance()m_dlg.DestroyWindow();returnCWinThread:ExitInstance();雙擊按鈕IDC_UI_THREAD，添加消息響應(yīng)函數(shù):voidCMultiThread6Dlg:OnUiThread()CWinThread*pThread=AfxBeginThrea

46、d(RUNTIME_CLASS(CUIThread);并在MultiThread6Dlg.cpp的開頭添加#includeUIThread.h好了，編譯并運(yùn)行程序吧。每單擊一次“用戶界面線程”按鈕，都會(huì)彈出一個(gè)線程對(duì)話框，在任何一個(gè)線程對(duì)話框內(nèi)按下鼠標(biāo)左鍵，都會(huì)彈出一個(gè)消息框。（未完待續(xù)）多線程編程之三線程間通訊七、線程間通訊一般而言,應(yīng)用程序中的一個(gè)次要線程總是為主線程執(zhí)行特定的任務(wù),這樣,主線程和次要線程間必定有一個(gè)信息傳遞的渠道,也就是主線程和次要線程間要進(jìn)行通信。這種線程間的通信不但是難以避免的，而且在多線程編程中也是復(fù)雜和頻繁的，下面將進(jìn)行說明。使用全局變量進(jìn)行通信由于屬于同一個(gè)進(jìn)程

47、的各個(gè)線程共享操作系統(tǒng)分配該進(jìn)程的資源，故解決線程間通信最簡(jiǎn)單的一種方法是使用全局變量。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)類型的全局變量，我們建議使用volatile修飾符，它告訴編譯器無需對(duì)該變量作任何的優(yōu)化，即無需將它放到一個(gè)寄存器中，并且該值可被外部改變。如果線程間所需傳遞的信息較復(fù)雜，我們可以定義一個(gè)結(jié)構(gòu)，通過傳遞指向該結(jié)構(gòu)的指針進(jìn)行傳遞信息。使用自定義消息我們可以在一個(gè)線程的執(zhí)行函數(shù)中向另一個(gè)線程發(fā)送自定義的消息來達(dá)到通信的目的。一個(gè)線程向另外一個(gè)線程發(fā)送消息是通過操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。利用Windows操作系統(tǒng)的消息驅(qū)動(dòng)機(jī)制，當(dāng)一個(gè)線程發(fā)出一條消息時(shí)，操作系統(tǒng)首先接收到該消息，然后把該消息轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)線程，接收消息

48、的線程必須已經(jīng)建立了消息循環(huán)。例程7MultiThread7該例程演示了如何使用自定義消息進(jìn)行線程間通信。首先，主線程向CCalculateThread線程發(fā)送消息WM_CALCULATE，CCalculateThread線程收到消息后進(jìn)行計(jì)算，再向主線程發(fā)送WM_DISPLAY消息，主線程收到該消息后顯示計(jì)算結(jié)果。建立一個(gè)基于對(duì)話框的工程MultiThread7，在對(duì)話框IDD_MULTITHREAD7_DIALOG中加入三個(gè)單選按鈕IDC_RADIO1,IDC_RADIO2,IDC_RADIO3,麻題分別為1+2+3+4+10，1+2+3+4+.+50，1+2+3+4+.+100。加入按鈕

49、IDC_SUM，標(biāo)題為“求和”。加入標(biāo)簽框IDC_STATUS，屬性選中“邊框”；在MultiThread7Dlg.h中定義如下變量：protected:intnAddend;代表加數(shù)的大小。分別雙擊三個(gè)單選按鈕，添加消息響應(yīng)函數(shù)：voidCMultiThread7Dlg:OnRadio1()TOC o 1-5 h znAddend=10;5.voidCMultiThread7Dlg:OnRadio2()nAddend=50;9.TOC o 1-5 h z11.12.voidCMultiThread7Dlg:OnRadio3()13.nAddend=100;15.16.并在OnInitDial

50、og函數(shù)中完成相應(yīng)的初始化工作：1.BOOLCMultiThread7Dlg:OnInitDialog()(CButton*)GetDlgItem(IDC_RADIO1)-SetCheck(TRUE);nAddend=10;在MultiThread7Dlg.h中添加：1.#includeCalculateThread.h#defineWM_DISPLAYWM_USER+2classCMultiThread7Dlg:publicCDialog/Constructionpublic:CMultiThread7Dlg(CWnd*pParent=NULL);/standardconstructorCC

51、alculateThread*m_pCalculateThread;TOC o 1-5 h zprotected:intnAddend;LRESULTOnDisplay(WPARAMwParam,LPARAMlParam);在MultiThread7Dlg.cpp中添加：1.BEGIN_MESSAGE_MAP(CMultiThread7Dlg,CDialog)ON_MESSAGE(WM_DISPLAY,OnDisplay)END_MESSAGE_MAP()5.LRESULTCMultiThread7Dlg:OnDisplay(WPARAMwParam,LPARAMlParam)intnTemp

52、=(int)wParam;SetDlgItemInt(IDC_STATUS,nTemp,FALSE);return0;10.return0;11.12.13.以上代碼使得主線程類CMultiThread7Dlg可以處理WM_DISPLAY消息，即在IDC_STATUS標(biāo)簽框中顯示計(jì)算結(jié)果。雙擊按鈕IDC_SUM,添加消息響應(yīng)函數(shù)：voidCMultiThread7Dlg:OnSum()m_pCalculateThread=(CCalculateThread*)AfxBeginThread(RUNTIME_CLASS(CCalculateThread);5.Sleep(500);7.m_pCal

53、culateThread-PostThreadMessage(WM_CALCULATE,nAddend,NULL);OnSum()函數(shù)的作用是建立CalculateThread線程，延時(shí)給該線程發(fā)送WM_CALCULATE消息。右擊工程并選中“NewClass.”為工程添加基類為CWinThread派生線程類CCalculateThread。在文件CalculateThread.h中添加#defineWM_CALCULATEWM_USER+1classCCalculateThread:publicCWinThreadTOC o 1-5 h tected:afx_msgLONGOnCa

54、lculate(UINTwParam,LONGlParam);.在文件CalculateThread.cpp中添加LONGCCalculateThread:OnCalculate(UINTwParam,LONGlParam)intnTmpt=0;for(inti=0;iGetSafeHwnd(),WM_DISPLAY,nTmpt,NULL);11.12.return0;13.BEGIN_MESSAGE_MAP(CCalculateThread,CWinThread)/AFX_MSG_MAP(CCalculateThread)/NOTE-theClassWizardwilladdandremov

55、emappingmacroshere./AFX_MSG_MAPON_THREAD_MESSAGE(WM_CALCULATE,OnCalculate)/和主線程對(duì)比，注意它們的區(qū)別END_MESSAGE_MAP()在CalculateThread.cpp文件的開頭添加一條：#includeMultiThread7Dlg.h以上代碼為CCalculateThread類添加了WM_CALCULATE消息，消息的響應(yīng)函數(shù)是OnCalculate,其功能是根據(jù)參數(shù)wParam的值，進(jìn)行累加，累加結(jié)果在臨時(shí)變量nTmpt中，延時(shí)0.5秒，向主線程發(fā)送WM_DISPLAY消息進(jìn)行顯示，nTmpt作為參數(shù)傳遞

56、。編譯并運(yùn)行該例程,體會(huì)如何在線程間傳遞消息。（未完待續(xù)）多線程編程之四線程的同步八、線程的同步雖然多線程能給我們帶來好處，但是也有不少問題需要解決。例如，對(duì)于像磁盤驅(qū)動(dòng)器這樣獨(dú)占性系統(tǒng)資源，由于線程可以執(zhí)行進(jìn)程的任何代碼段，且線程的運(yùn)行是由系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)完成的，具有一定的不確定性，因此就有可能出現(xiàn)兩個(gè)線程同時(shí)對(duì)磁盤驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行操作，從而出現(xiàn)操作錯(cuò)誤；又例如，對(duì)于銀行系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)來說，可能使用一個(gè)線程來更新其用戶數(shù)據(jù)庫，而用另外一個(gè)線程來讀取數(shù)據(jù)庫以響應(yīng)儲(chǔ)戶的需要，極有可能讀數(shù)據(jù)庫的線程讀取的是未完全更新的數(shù)據(jù)庫，因?yàn)榭赡茉谧x的時(shí)候只有一部分?jǐn)?shù)據(jù)被更新過。使隸屬于同一進(jìn)程的各線程協(xié)調(diào)一致地工作稱為

57、線程的同步。MFC提供了多種同步對(duì)象，下面我們只介紹最常用的四種：臨界區(qū)(CCriticalSection)事件(CEvent)互斥量(CMutex)信號(hào)量(CSemaphore)通過這些類，我們可以比較容易地做到線程同步。A、使用CCriticalSection類當(dāng)多個(gè)線程訪問一個(gè)獨(dú)占性共享資源時(shí),可以使用“臨界區(qū)”對(duì)象。任一時(shí)刻只有一個(gè)線程可以擁有臨界區(qū)對(duì)象，擁有臨界區(qū)的線程可以訪問被保護(hù)起來的資源或代碼段，其他希望進(jìn)入臨界區(qū)的線程將被掛起等待，直到擁有臨界區(qū)的線程放棄臨界區(qū)時(shí)為止，這樣就保證了不會(huì)在同一時(shí)刻出現(xiàn)多個(gè)線程訪問共享資源。CCriticalSection類的用法非常簡(jiǎn)單，步驟如

58、下：定義CCriticalSection類的一個(gè)全局對(duì)象(以使各個(gè)線程均能訪問)，如CCriticalSectioncritical_section；在訪問需要保護(hù)的資源或代碼之前，調(diào)用CCriticalSection類的成員Lock()獲得臨界區(qū)對(duì)象:critical_section.Lock();在線程中調(diào)用該函數(shù)來使線程獲得它所請(qǐng)求的臨界區(qū)。如果此時(shí)沒有其它線程占有臨界區(qū)對(duì)象，則調(diào)用Lock()的線程獲得臨界區(qū)；否則，線程將被掛起，并放入到一個(gè)系統(tǒng)隊(duì)列中等待，直到當(dāng)前擁有臨界區(qū)的線程釋放了臨界區(qū)時(shí)為止。訪問臨界區(qū)完畢后，使用CCriticalSection的成員函數(shù)Unlock()來釋放

59、臨界區(qū)：critical_section.Unlock();再通俗一點(diǎn)講，就是線程A執(zhí)行到critical_section.Lock();語句時(shí)，如果其它線程(B)正在執(zhí)行critical_section.Lock();語句后且critical_section.Unlock();語句前的語句時(shí)，線程A就會(huì)等待，直到線程B執(zhí)行完critical_section.Unlock();語句，線程A才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行。下面再通過一個(gè)實(shí)例進(jìn)行演示說明。例程8MultiThread...0.21.22

60、.23.建立一個(gè)基于對(duì)話框的工程MultiThread8,在對(duì)話框IDD_MULTITHREAD8_DIAL0G中加入兩個(gè)按鈕和兩個(gè)編輯框控件，兩個(gè)按鈕的ID分別為IDC_WRITEW和IDC_WRITED,標(biāo)題分別為“寫W”和“寫D”；兩個(gè)編輯框的ID分別為IDC_W和IDC_D，屬性都選中Read-only；在MultiThread8Dlg.h文件中聲明兩個(gè)線程函數(shù)：UINTWriteW(LPVOIDpParam);UINTWriteD(LPVOIDpParam);使用ClassWizard分別給IDC_W和IDC_D添加CEdit類變量m_ctrlW和m_ctrlD在MultiThrea