c++多线程编程与MFC多线程编程

长平狐 发布于 2012/10/08 15:24
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源代码1:http://download.csdn.net/detail/nuptboyzhb/4160217

源码2:http://download.csdn.net/detail/nuptboyzhb/4161095

 

(一)有关多线程的WIN32 API函数

1、HANDLE CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,                 DWORD dwStackSize, 

LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,

LPVOID lpParameter, 

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

lpParameter:指定了线程执行时传送给线程的32位参数,即线程函数ThreadFunc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 ResumeThread(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、BOOL TerminateThread(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。

应与举例:

简介:本例子是创建三个控制进度条的线程;它们三个的线程函数相同;另外,为了使线程函数的参数传递的信息更多,我们将参数封装为一个结构体;结构体的成员变量,包含了主线程需要向线程函数传递的数据;

1.       创建一个基于对话框的应用程序。并增加如图所示控件;分别为3个进度条控件关联三个进度条类型的变量;并在对话框的初始化函数中,设定进度条的范围;为编辑框关联一个整型的变量;为12个按钮添加消息处理函数;

2.       定义结构体:用做线程函数的参数传递

typedef struct Threadinfo{

CProgressCtrl *progress;//进度条对象

int speed;                                     //进度条速度

int pos;                                 //进度条位置

} thread,*lpthread;

 

3.       为对话框增加三个句柄,用于标识各个线程;

HANDLE hThread1; //线程1线程句柄

HANDLE hThread2; //线程2线程句柄

        HANDLE hThread3; //线程3线程句柄

在增加三个结构体类型的变量,用做线程函数的参数传递;

        HANDLE hThread1; //线程1线程句柄

         HANDLE hThread2; //线程2线程句柄

         HANDLE hThread3; //线程3线程句柄

4.       新增一个静态的全局变量,用于记录所有线程的状态:static int GlobalVar=10000;

5.       声明并编写线程函数,注意只能有一个参数,且函数的返回值类型也是固定的;函数名可以自定义;

DWORD WINAPI ThreadFun(LPVOID pthread);//线程入口函数

6.       在启动按钮的消息处理函数中编写如下代码:

thread1.progress=&m_progress1;//进度条对象

thread1.speed=100;//速度

thread1.pos=0;//初始位置

 hThread1=CreateThread(NULL,0,ThreadFun,&thread1,0,0);//创建并开始线程

if (!hThread1)

{

           MessageBox("创建线程失败");

      }

7.       编写线程函数(一般是一个死循环,或者需要花费时间很长的算法!否者就失去了多线程的意义)

DWORD WINAPI ThreadFun(LPVOID pthread)         //线程入口函数

{

lpthread temp=(lpthread)pthread;//参数强制转换为结构体类型

temp->progress->SetPos(temp->pos);    //设置被传递过来的进度条的位置

while(temp->pos<20)

{

           Sleep(temp->speed); /设置速度

           temp->pos++;  //增加进度

           temp->progress->SetPos(temp->pos);    //设置进度条的新位置

           GlobalVar--;

           if(temp->pos==20)

           {

                    temp->pos=0;                                                          //进度条满则归0

           }

}

return true;

}

8.       在挂起按钮函数中,编写如下代码:

if(SuspendThread(hThread1)==0xFFFFFFFF)

{

           MessageBox("挂起失败!进程可能已经死亡或未创建!");

           return;

        }

9.       在执行按钮函数中,编写如下代码:

if(ResumeThread(hThread1)==0xFFFFFFFF)

{

           MessageBox("执行失败!进程可能已经死亡或未创建!");

           return;

        }

10.   在停止按钮函数中,编写如下代码:

if(TerminateThread(hThread1,0))//前些终止线程

{

       CloseHandle(hThread1);//销毁线程句柄

}

else

{

           MessageBox("终止进程失败!");

}

11.   为应用程序添加WM_TIMER消息,实时更新全局变量的值到编辑框;

() MFC对多线程编程的支持

1MFC线程的创建

        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Win32API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。

 

    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_THREADPROC pfnThreadProc,

LPVOID pParam,

nPriority=THREAD_PRIORITY_NORMAL,

UINT nStackSize=0,

DWORD dwCreateFlags=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:

 UINT ExecutingFunction(LPVOID pParam);

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,

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,此消息机制同主线程的机制几乎一样。

  在工作线程中使用的函数指针一般是指向全局函数的而不是类成员函数,因为这牵扯到对象的生命周期,如果一个对象在线程执行时被销毁了,那么这个线程的行为就成为不确定的了。

用户界面线程举例:

源代码:http://download.csdn.net/detail/nuptboyzhb/4186916

AfxBeginThread函数创建用户界面线程时,第一个参数不是一个函数,而是CWinThread派生对象的RUNTIME_CLASS

步骤:

1.       创建一个单文档的应用程序,添加一个菜单项,并为其添加消息响应函数;

2.       添加新的线程类,并命名为CUIThread,其父类为CWinThread类;为CUIThread类重载其InitInstance函数,用于线程的初始化,重载其ExitInstance函数,用于释放线程占用的资源;

3.       新建一个对话框资源(此对话框,也即是用户界面),命名为CUIDlg;资源IDIDD_DIALOG1

4.       在CUIThreadInitInstance函数中编辑如下代码:

 CUIDlg *pDlg=new CUIDlg;

pDlg->Create(IDD_DIALOG1);

pDlg->ShowWindow(SW_SHOW);

CRect RECT;

pDlg->GetWindowRect(RECT);

RECT.bottom+=100;

RECT.left+=100;

RECT.right+=100;

RECT.top+=100;

    pDlg->MoveWindow(/*CRect(10,10,200,200)*/RECT,TRUE);

5.       在菜单项的消息响应函数中,添加如下代码:

CWinThread *pThread=AfxBeginThread(RUNTIME_CLASS(CUIThread),0,0,NULL);

后续:在对话框中可以完成一系列的功能;本例子完成了在对话框中单击按钮,实现主程序窗口的显示和隐藏!当然,也可以实现其他功能;如利用自定义消息进行线程间通信等;

用户界面的参数传递

 //创建线程,并挂起线程
 CUIThread *pThread=(CUIThread*)AfxBeginThread(RUNTIME_CLASS(CUIThread),THREAD_PRIORITY_NORMAL,0,CREATE_SUSPENDED);
    //传递参数
 pThread->m_str="Hello!我是主线程传递过来的CString类型的变量!";
 //执行线程
 pThread->ResumeThread();

2)线程间通讯

一般而言,应用程序中的一个次要线程总是为主线程执行特定的任务,这样,主线程和次要线程间必定有一个信息传递的渠道,也就是主线程和次要线程间要进行通信。这种线程间的通信不但是难以避免的,而且在多线程编程中也是复杂和频繁的,下面将进行说明。

a.使用全局变量进行通信

由于属于同一个进程的各个线程共享操作系统分配该进程的资源,故解决线程间通信最简单的一种方法是使用全局变量。对于标准类型的全局变量,建议使用volatile修饰符,它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。如果线程间所需传递的信息较复杂,我们可以定义一个结构,通过传递指向该结构的指针进行传递信息。

b.使用自定义消息

我们可以在一个线程的执行函数中向另一个线程发送自定义的消息来达到通信的目的。一个线程向另外一个线程发送消息是通过操作系统实现的。利用 Windows操作系统的消息驱动机制,当一个线程发出一条消息时,操作系统首先接收到该消息,然后把该消息转发给目标线程,接收消息的线程必须已经建立了消息循环。

例如,我们想增加一个用户自定义消息WM_USER_THREADEND其方法是:

     1.  在头文件stdafx.h中增加一个自定义消息宏 

         #define WM_USER_THREADEND WM_USER + 1

     2.  在于增加新消息的窗口或对话框类的头文件中增加一个回调函数声明,注意要声明为public

         afx_msg LRESULT OnUserThreadend(WPARAM wParam, LPARAM lParam);

     3.  在窗口或对话框的cpp文件的BEGIN_MESSAGE_MAPEND_MESSAGE_MAP中增加一行         

         ON_MESSAGE(WM_USER_THREADEND, OnUserThreadend)

     4.  在窗口或对话框的cpp文件中增加回调函数的实现,如:

         LRESULT ThreadDialog::OnUserThreadend(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

         {

           TRACE("WM_USER_THREADEND message /n");

            return 0;

         }

     5.  自定义消息的触发

         ::PostMessage(GetSafeHwnd(), WM_USER_THREADEND, 0, 0);

         其中GetSafeHwnd()得到了一个当前窗口的句柄,此消息将发给当前窗口,如果想发送消息给其它窗口只需改变这个句柄,前提是目的窗口也实现了此消息的处理函数。

(3) 线程同步

虽然多线程能给我们带来好处,但是也有不少问题需要解决。例如,对于像磁盘驱动器这样独占性系统资源,由于线程可以执行进程的任何代码段,且线程的运行是由系统调度自动完成的,具有一定的不确定性,因此就有可能出现两个线程同时对磁盘驱动器进行操作,从而出现操作错误;又例如,对于银行系统的计算机来说,可能使用一个线程来更新其用户数据库,而用另外一个线程来读取数据库以响应储户的需要,极有可能读数据库的线程读取的是未完全更新的数据库,因为可能在读的时候只有一部分数据被更新过

使隶属于同一进程的各线程协调一致地工作称为线程的同步。MFC提供了多种同步对象,下面我们只介绍最常用的四种:

临界区(CCriticalSection

事件(CEvent

互斥量(CMutex

信号量(CSemaphore

 A、使用 CCriticalSection

当多个线程访问一个独占性共享资源,可以使用“临界区”对象。任一时刻只有一个线程可以拥有临界区对象,拥有临界区的线程可以访问被保护起来的资源或代码段,其他希望进入临界区的线程将被挂起等待,直到拥有临界区的线程放弃临界区时为止,这样就保证了不会在同一时刻出现多个线程访问共享资源。

CCriticalSection类的用法非常简单,步骤如下:

定义CCriticalSection类的一个全局对象(以使各个线程均能访问),如CCriticalSection critical_section

在访问需要保护的资源或代码之前,调用CCriticalSection类的成员Lock()获得临界区对象:

critical_section.Lock();

在线程中调用该函数来使线程获得它所请求的临界区。如果此时没有其它线程占有临界区对象,则调用Lock()的线程获得临界区;否则,线程将被挂起,并放入到一个系统队列中等待,直到当前拥有临界区的线程释放了临界区时为止。

访问临界区完毕后,使用CCriticalSection的成员函数Unlock()来释放临界区:

critical_section.Unlock();

通俗一点讲,就是,调用 critical_section.Lock()进程,一直获得执行的权限,直到它调用critical_section.Unlock();为止!

B、使用 CEvent

CEvent 类提供了对事件的支持。事件是一个允许一个线程在某种情况发生时,唤醒另外一个线程的同步对象。例如在某些网络应用程序中,一个线程(记为A)负责监听通讯端口,另外一个线程(记为B)负责更新用户数据。通过使用CEvent类,线程A可以通知线程B何时更新用户数据。每一个CEvent对象可以有两种状态:有信号状态和无信号状态。线程监视位于其中的CEvent类对象的状态,并在相应的时候采取相应的操作。

MFC中,CEvent类对象有两种类型:人工事件和自动事件。一个自动CEvent对象在被至少一个线程释放后会自动返回到无信号状态;而人工事件对象获得信号后,释放可利用线程,但直到调用成员函数ReSetEvent()才将其设置为无信号状态。在创建CEvent类的对象时,默认创建的是自动事件。 CEvent类的各成员函数的原型和参数说明如下:

1、  CEvent(BOOL bInitiallyOwn=FALSE,

BOOL bManualReset=FALSE,

LPCTSTR lpszName=NULL,

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsaAttribute=NULL);

bInitiallyOwn:指定事件对象初始化状态,TRUE为有信号,FALSE为无信号;

bManualReset:指定要创建的事件是属于人工事件还是自动事件。TRUE为人工事件,FALSE为自动事件;

后两个参数一般设为NULL,在此不作过多说明。

2BOOL CEvent::SetEvent();

CEvent 类对象的状态设置为有信号状态。如果事件是人工事件,则 CEvent 类对象保持为有信号状态,直到调用成员函数ResetEvent()将其重新设为无信号状态时为止。如果CEvent类对象为自动事件,则在SetEvent()将事件设置为有信号状态后,CEvent类对象由系统自动重置为无信号状态。

如果该函数执行成功,则返回非零值,否则返回零。

3BOOL CEvent::ResetEvent();

该函数将事件的状态设置为无信号状态,并保持该状态直至SetEvent()被调用时为止。由于自动事件是由系统自动重置,故自动事件不需要调用该函数。如果该函数执行成功,返回非零值,否则返回零。我们一般通过调用WaitForSingleObject函数来监视事件状态。

对于Event对象我们有两种实现方法,一个是CEvent,这是MFC提供给我们的,另外一个就是使用CreateEvent函数,此函数的定义如下:

HANDLE CreateEvent(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes,

                  BOOL bManualReset,

                  BOOL bInitialState,

                  LPCTSTR lpName );

此函数返回一个内核对象的句柄,在一般的情况下CEvent是第一选择,但是在我使用CEvent的过程中WaitForMultipleObjectsCEvent对象并不能很好的工作。

举例:

1.      声明一个全局的HANDLE wait_event;用于保存创建信号对象的句柄;

2.      在对话框的初始化函数中,创建手动重置的事件对象;

wait_event=CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,"nupt");//创建一个nupt标识的用户事件对象

3.      在进程函数中,添加一句等待

if (GlobalVar%10==0)

           {

                    AfxMessageBox("变量的值已经是10的倍数!进程等待...");

                    WaitForSingleObject(wait_event,INFINITE);

                    ResetEvent(wait_event);

           }

也就是说,如果变量是10 的倍数,提示用户,线程进入WaitForSingleObject,如果wait_event有信号,则继续执行;如果wait_event无信号状态,进程将等待,等待时间可以设置;本例中设置的是无限等待;

4.      添加两个按钮,编辑消息响应函数,一个是设置事件对象为有信号状态,一个是设置事件对象为无信号状态;

源代码:

C、使用CMutex

互斥对象与临界区对象很像.互斥对象与临界区对象的不同在于:互斥对象可以在进程间使用,而临界区对象只能在同一进程的各线程间使用。当然,互斥对象也可以用于同一进程的各个线程间,但是在这种情况下,使用临界区会更节省系统资源,更有效率。

:在一个应用程序的InitInstance()函数,创建一个CMutex对象,可以判断改程序是否已经运行:

HANDLE hMutex;  //定义一个句柄

hMutex = CreateMutex(NULL, TRUE, "APP程序"); //主线程拥有互斥对象

if (hMutex)  //判断句柄是否有值

{

if (ERROR_ALREADY_EXISTS == GetLastError())  //判断程序是否已运行

{

         AfxMessageBox("该应用程序已运行!  ", MB_ICONINFORMATION | MB_OK);

         ExitProcess(0);  //退出应用程序

}

}

ReleaseMutex(hMutex);  //释放互斥对象

D、使用CSemaphore

当需要一个计数器来限制可以使用某个线程的数目时,可以使用“信号量”对象。CSemaphore类的对象保存了对当前访问某一指定资源的线程的计数值,该计数值是当前还可以使用该资源的线程的数目。如果这个计数达到了零,则所有对这个CSemaphore类对象所控制的资源的访问尝试都被放入到一个队列中等待,直到超时或计数值不为零时为止。一个线程被释放已访问了被保护的资源时,计数值减1;一个线程完成了对被控共享资源的访问时,计数值增1。这个被CSemaphore类对象所控制的资源可以同时接受访问的最大线程数在该对象的构建函数中指定。

CSemaphore 类的构造函数原型及参数说明如下:

CSemaphore(LONG lInitialCount=1,

LONG lMaxCount=1,

LPCTSTR pstrName=NULL,

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsaAttributes=NULL);

lInitialCount:信号量对象的初始计数值,即可访问线程数目的初始值;

lMaxCount:信号量对象计数值的最大值,该参数决定了同一时刻可访问由信号量保护的资源的线程最大数目;

后两个参数在同一进程中使用一般为NULL,不作过多讨论;

在用CSemaphore 类的构造函数创建信号量对象时要同时指出允许的最大资源计数和当前可用资源计数。一般是将当前可用资源计数设置为最大资源计数,每增加一个线程对共享资源的访问,当前可用资源计数就会减1,只要当前可用资源计数是大于0的,就可以发出信号量信号。但是当前可用计数减小到0时,则说明当前占用资源的线程数已经达到了所允许的最大数目,不能再允许其它线程的进入,此时的信号量信号将无法发出。线程在处理完共享资源后,应在离开的同时通过 ReleaseSemaphore()函数将当前可用资源数加1

头文件为:#include<afxmt.h>


原文链接:http://blog.csdn.net/nuptboyzhb/article/details/7361403
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