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1、26/26VC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:void CSingleThreadDlg: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
2、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
3、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。Win32 SDK函数支持进
4、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。Visual C+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、Win32 API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、HANDLE CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, DWORD dwStackSize, LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, LPVOID lpPara
5、meter, DWORD dwCreationFlags, LPDWORD lpThreadId);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
6、;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、DWORD SuspendThread(HANDLE hThread);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、DWORD Re
7、sumeThread(HANDLE hThread);该函数用于结束线程的挂起状态,执行线程。 4、VOID ExitThread(DWORD dwExitCode);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(HANDLE hThread,DWORD dwExitCode);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
8、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、BOOL PostThreadMessage(DWORD idThread, UINT Msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);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
9、程没有创建消息循环,则该函数执行失败。四、Win32 API多线程编程例程例程1 MultiThread1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: void ThreadFunc();注意,线程函数的声明应在类CMultiThread1Dlg的外部。在类
10、CMultiThread1Dlg内部添加protected型变量: HANDLEhThread;DWORD ThreadID;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 : volatile BOOL m_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: void Thread
11、Func()CTime time;CString strTime;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: void CMultiThread1Dlg:OnStart()/ TODO: Add your co
12、ntrol notification handler code herehThread=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: void CMultiThread1Dlg:OnStop()/ TODO: Add your control notification handler
13、code herem_bRun=FALSE;GetDlgItem(IDC_START)-EnableWindow(TRUE);GetDlgItem(IDC_STOP)-EnableWindow(FALSE);编译并运行该例程,体会使用Win32 API编写的多线程。例程2 MultiThread2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Multi
14、Thread2Dlg.h文件中添加线程函数声明: void ThreadFunc(int integer);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: HANDLE hThread;DWORD ThreadID;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(int integer)int i;for(i=0;iEnableWindow(FALSE);Wa
15、itForSingleObject(hThread,INFINITE);GetDlgItem(IDC_START)-EnableWindow(TRUE);顺便说一下WaitForSingleObject函数,其函数原型为:DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle,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dwMilli
16、seconds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3 MultiThread3传送一个结构体给一个线程函数也是可能的,可以通
17、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:typedef structint firstArgu,long secondArgu,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”:int intValue=(pMyType)lpvoid)-firstArgu;long longValue=(pMyType)lpvoid)-seconddArgu;例程3 MultiThread3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MultiTh
18、read3,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: struct threadInfoUINT nMilliSecond;CProgressCtrl* pctrlProgress;
19、线程函数的声明: UINT ThreadFunc(LPVOID lpParam);注意,二者应在类CMultiThread3Dlg的外部。在类CMultiThread3Dlg内部添加protected型变量: HANDLE hThread;DWORD ThreadID;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 threadInfo Info;双击按钮IDC_START,添加相应消息处理函数:void CMultiThread3Dlg:OnStart()/ TODO: Add your control notification handl
20、er code hereUpdateData(TRUE);Info.nMilliSecond=m_nMilliSecond;Info.pctrlProgress=&m_ctrlProgress;hThread=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadFunc,&Info,0,&ThreadID);在函数BOOL CMultiThread3Dlg:OnInitDialog()中添加语句: / TODO: Add extra initialization herem_ctrlProgress.SetRange(0,99);m_nMilli
21、Second=10;UpdateData(FALSE);return TRUE; / return TRUE unless you set the focus to a control添加线程处理函数:UINT ThreadFunc(LPVOID lpParam) threadInfo* pInfo=(threadInfo*)lpParam;for(int i=0;inMilliSecond;pInfo-pctrlProgress-SetPos(i);Sleep(nTemp);return 0;顺便补充一点,如果你在void CMultiThread3Dlg:OnStart() 函数中添加语句
22、,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4 MultiThread4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_DIA
23、LOG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volatile BOOL m_bRunFlag=TRUE;该变量表示是否还能继续创建线程。添加线程函数:DWORD WINAPI threadFunc(LPVOID threadNum)while(m_bRunFlag)Sleep(3000);return 0;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:void CMultiThread4
24、Dlg:OnTest()DWORD threadID;GetDlgItem(IDC_TEST)-EnableWindow(FALSE);long nCount=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)-Ena
25、bleWindow(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
26、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_THREADPROC pfnThreadProc, LPVOID pParam, nPriority=THREAD_PRIORITY_NORMAL, UINT nStackSize=0, DWORD dwCreateFlags=0, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs=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: UINT
27、 ExecutingFunction(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
28、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, int nPriority=THREAD_PRIORITY_NORMAL, UINT nStackSize=0, DWORD dwCreateFlags=0, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs=NULL);pThreadClass 是指向 CWinThread的一个导出类的运行时类对象的指针,该导
29、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BOOL CWinThread:CreateThread(DWORD dwCreateFlags=0,UINT nStackSize=0,LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs=NULL);该函数中的dwCreate
30、Flags、nStackSize、lpSecurityAttrs参数和API函数CreateThread中的对应参数有相同含义,该函数执行成功,返回非0值,否则返回0。一般情况下,调用AfxBeginThread()来一次性地创建并启动一个线程,但是也可以通过两步法来创建线程:首先创建CWinThread类的一个对象,然后调用该对象的成员函数CreateThread()来启动该线程。virtual BOOL CWinThread:InitInstance();重载该函数以控制用户界面线程实例的初始化。初始化成功则返回非0值,否则返回0。用户界面线程经常重载该函数,工作者线程一般不使用InitI
31、nstance()。virtual int CWinThread:ExitInstance();在线程终结前重载该函数进行一些必要的清理工作。该函数返回线程的退出码,0表示执行成功,非0值用来标识各种错误。同InitInstance()成员函数一样,该函数也只适用于用户界面线程。六、MFC多线程编程实例在Visual C+6.0编程环境中,我们既可以编写C风格的32位Win32应用程序,也可以利用MFC类库编写C+风格的应用程序,二者各有其优缺点。基于Win32的应用程序执行代码小巧,运行效率高,但要求程序员编写的代码较多,且需要管理系统提供给程序的所有资源;而基于MFC类库的应用程序可以快速
32、建立起应用程序,类库为程序员提供了大量的封装类,而且DeveloperStudio为程序员提供了一些工具来管理用户源程序,其缺点是类库代码很庞大。由于使用类库所带来的快速、简捷和功能强大等优越性,因此除非有特殊的需要,否则VisualC+推荐使用MFC类库进行程序开发。我们知道,MFC中的线程分为两种:用户界面线程和工作者线程。我们将分别举例说明。用 MFC 类库编程实现工作者线程例程5 MultiThread5为了与Win32 API对照,我们使用MFC 类库编程实现例程3 MultiThread3。建立一个基于对话框的工程MultiThread5,在对话框IDD_MULTITHREAD5_
33、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MultiThread5Dlg.h文件中添加一个结构的定义: struct threadInfoUINT nMilliSecond;CProgressCtrl* pctrlProgress;线程函数的声明:UINT ThreadFunc(LPV
34、OID lpParam);注意,二者应在类CMultiThread5Dlg的外部。在类CMultiThread5Dlg内部添加protected型变量:CWinThread* pThread;在MultiThread5Dlg.cpp文件中进行如下操作:定义公共变量:threadInfo Info;双击按钮IDC_START,添加相应消息处理函数:void CMultiThread5Dlg:OnStart()/ TODO: Add your control notification handler code hereUpdateData(TRUE);Info.nMilliSecond=m_nMi
35、lliSecond;Info.pctrlProgress=&m_ctrlProgress;pThread=AfxBeginThread(ThreadFunc,&Info);在函数BOOL CMultiThread3Dlg:OnInitDialog()中添加语句: / TODO: Add extra initialization herem_ctrlProgress.SetRange(0,99);m_nMilliSecond=10;UpdateData(FALSE);return TRUE; / return TRUE unless you set the focus to a control添
36、加线程处理函数: UINT ThreadFunc(LPVOID lpParam)threadInfo* pInfo=(threadInfo*)lpParam;for(int i=0;inMilliSecond;pInfo-pctrlProgress-SetPos(i);Sleep(nTemp);return 0;用 MFC 类库编程实现用户界面线程创建用户界面线程的步骤:使用ClassWizard创建类CWinThread的派生类(以CUIThread类为例) class CUIThread : publicCWinThreadDECLARE_DYNCREATE(CUIThread)prote
37、cted:CUIThread(); / protected constructor used by dynamic creation/ Attributespublic:/ Operationspublic:/ Overrides/ ClassWizard generated virtual function overrides/AFX_VIRTUAL(CUIThread)public:virtual BOOL InitInstance();virtual int ExitInstance();/AFX_VIRTUAL/ Implementationprotected:virtual CUIT
38、hread();/ Generated message map functions/AFX_MSG(CUIThread)/ NOTE - the ClassWizard will add and remove member functions here./AFX_MSGDECLARE_MESSAGE_MAP();重载函数InitInstance()和ExitInstance()。 BOOL CUIThread:InitInstance()CFrameWnd* wnd=new CFrameWnd;wnd-Create(NULL,UI Thread Window);wnd-ShowWindow(S
39、W_SHOW);wnd-UpdateWindow();m_pMainWnd=wnd;return TRUE;创建新的用户界面线程 void CUIThreadDlg:OnButton1()CUIThread* pThread=new CUIThread();pThread-CreateThread();请注意以下两点:A、在UIThreadDlg.cpp的开头加入语句: #include UIThread.hB、把UIThread.h中类CUIThread()的构造函数的特性由 protected 改为 public。用户界面线程的执行次序与应用程序主线程相同,首先调用用户界面线程类的Init
40、Instance()函数,如果返回TRUE,继续调用线程的Run()函数,该函数的作用是运行一个标准的消息循环,并且当收到WM_QUIT消息后中断,在消息循环过程中,Run()函数检测到线程空闲时(没有消息),也将调用OnIdle()函数,最后Run()函数返回,MFC调用ExitInstance()函数清理资源。你可以创建一个没有界面而有消息循环的线程,例如:你可以从CWinThread派生一个新类,在InitInstance函数中完成某项任务并返回FALSE,这表示仅执行InitInstance函数中的任务而不执行消息循环,你可以通过这种方法,完成一个工作者线程的功能。例程6 MultiT
41、hread6建立一个基于对话框的工程MultiThread6,在对话框IDD_MULTITHREAD6_DIALOG中加入一个按钮IDC_UI_THREAD,标题为“用户界面线程”右击工程并选中“New Class”为工程添加基类为CWinThread派生线程类CUIThread。给工程添加新对话框IDD_UITHREADDLG,标题为“线程对话框”。为对话框IDD_UITHREADDLG创建一个基于CDialog的类CUIThreadDlg。使用ClassWizard为CUIThreadDlg类添加WM_LBUTTONDOWN消息的处理函数OnLButtonDown,如下:void CUIT
42、hreadDlg:OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)AfxMessageBox(You Clicked The Left Button!);CDialog:OnLButtonDown(nFlags, point);在UIThread.h中添加 #include UIThreadDlg.h并在CUIThread类中添加protected变量CUIThread m_dlg: class CUIThread : public CWinThreadDECLARE_DYNCREATE(CUIThread)protected:CUIThread(); / pr
43、otected constructor used by dynamic creation/ Attributespublic:/ Operationspublic:/ Overrides/ ClassWizard generated virtual function overrides/AFX_VIRTUAL(CUIThread)public:virtual BOOL InitInstance();virtual int ExitInstance();/AFX_VIRTUAL/ Implementationprotected:CUIThreadDlg m_dlg;virtual CUIThread();/ Generated message map functions/AFX_MSG(CUIThread)/ NOTE - the ClassWizard will add and remove member functions here./AFX_MSGDECLARE_MESSAGE_MAP();分别重载InitInstance()函数和ExitInstance()函数: BOOL CUIThread:InitInsta