WaitForMultipleObject与MsgWaitForMultipleObjects⽤法⽤户模式的线程同步机制效率⾼,如果需要考虑线程同步问题,应该⾸先考虑⽤户模式的线程同步⽅法。
但是,⽤户模式的线程同步有限制,对于多个进程之间的线程同步,⽤户模式的线程同步⽅法⽆能为⼒。
这时,只能考虑使⽤内核模式。⽤户模式与内核模式线程同步机制⽐较
⽤户模式内核模式
优点线程同步机制速度快⽀持多个进程之间的线程同步, 防⽌死锁
缺点容易陷⼊死锁状态线程同步机制速度慢
多个进程之间的线程同步会出现问题。线程必须从⽤户模式转为内核模式。
(⽐如竞争资源、死锁)这个转换需要很⼤的代价:
往返⼀次需要占⽤x 8 6平台上的⼤约1 00 0个C P U周期
Windows提供了许多内核对象来实现线程的同步。
对于线程同步⽽⾔,这些内核对象有两个⾮常重要的状态:
“已通知”状态,“未通知”状态(也有翻译为:受信状态,未受信状态)。
Windows提供了⼏种内核对象可以处于已通知状态和未通知状态:
进程、线程、作业、⽂件、控制台输⼊/输出/错误流、事件、等待定时器、信号量、互斥对象。
你可以通知⼀个内核对象,使之处于“已通知状态”,然后让其他等待在该内核对象上的线程继续执⾏。
你可以使⽤Windows提供的API函数,等待函数来等待某⼀个或某些内核对象变为已通知状态。
⼀、WaitForSingleObject、WaitForMulitpleObjects
函数功能: 等待⼀个内核对象变为已通知状态
可以使⽤WaitForSingleObject函数来等待⼀个内核对象变为已通知状态:
DWORD WaitForSingleObject(
HANDLE hObject, //指明⼀个内核对象的句柄
DWORD dwMilliseconds); //等待时间
该函数需要传递⼀个内核对象句柄,该句柄标识⼀个内核对象,
如果该内核对象处于未通知状态,则该函数导致线程进⼊阻塞状态;
如果该内核对象处于已通知状态,则该函数⽴即返回WAIT_OBJECT_0。
第⼆个参数指明了需要等待的时间(毫秒),可以传递INFINITE指明要⽆限期等待下去,
如果第⼆个参数为0,那么函数就测试同步对象的状态并⽴即返回。
如果等待超时,该函数返回WAIT_TIMEOUT。
如果该函数失败,返回WAIT_FAILED。可以通过下⾯的代码来判断:
DWORD dw = WaitForSingleObject(hProcess, 5000); //等待⼀个进程结束
switch (dw)
{
case WAIT_OBJECT_0:
// hProcess所代表的进程在5秒内结束
break;
case WAIT_TIMEOUT:
// 等待时间超过5秒
break;
case WAIT_FAILED:
// 函数调⽤失败,⽐如传递了⼀个⽆效的句柄
break;
}
还可以使⽤WaitForMulitpleObjects函数来等待多个内核对象变为已通知状态:
DWORD WaitForMultipleObjects(
DWORD dwCount, //等待的内核对象个数
CONST HANDLE* phObjects, //⼀个存放被等待的内核对象句柄的数组
BOOL bWaitAll, //是否等到所有内核对象为已通知状态后才返回
DWORD dwMilliseconds); //等待时间
该函数的第⼀个参数指明等待的内核对象的个数,可以是0到MAXIMUM_WAIT_OBJECTS(64)中的⼀个值。phObjects参数是⼀个存放等待的内核对象句柄的数组。
bWaitAll参数如果为TRUE,则只有当等待的所有内核对象为已通知状态时函数才返回,
如果为FALSE,则只要⼀个内核对象为已通知状态,则该函数返回。
第四个参数和WaitForSingleObject中的dwMilliseconds参数类似。
该函数失败,返回WAIT_FAILED;
如果超时,返回WAIT_TIMEOUT;
如果bWaitAll参数为TRUE,函数成功则返回WAIT_OBJECT_0,
如果bWaitAll为FALSE,函数成功则返回值指明是哪个内核对象收到通知。
可以如下使⽤该函数:
HANDLE h[3]; //句柄数组
//三个进程句柄
h[0] = hProcess1;
h[1] = hProcess2;
h[2] = hProcess3;
DWORD dw = WaitForMultipleObjects(3, h, FALSE, 5000); //等待3个进程结束
switch (dw)
{
case WAIT_FAILED:
// 函数呼叫失败
break;
case WAIT_TIMEOUT:
/
/ 超时
break;
case WAIT_OBJECT_0 + 0:
// h[0](hProcess1)所代表的进程结束
break;
case WAIT_OBJECT_0 + 1:
// h[1](hProcess2)所代表的进程结束
break;
case WAIT_OBJECT_0 + 2:
// h[2](hProcess3)所代表的进程结束
break;
}
你也可以同时通知⼀个内核对象,同时等待另⼀个内核对象,这两个操作以原⼦的⽅式进⾏:
DWORD SignalObjectAndWait(
HANDLE hObjectToSignal, //通知的内核对象
HANDLE hObjectToWaitOn, //等待的内核对象
DWORD dwMilliseconds, //等待的时间
BOOL bAlertable); //与IO完成端⼝有关的参数,暂不讨论
该函数在内部使得hObjectToSignal参数所指明的内核对象变成已通知状态,
同时等待hObjectToWaitOn参数所代表的内核对象。
dwMilliseconds参数的⽤法与WaitForSingleObject函数类似。
该函数返回如下:
WAIT_OBJECT_0,
WAIT_TIMEOUT,
WAIT_FAILED,
WAIT_IO_COMPLETION。
等你需要通知⼀个互斥内核对象并等待⼀个事件内核对象的时候,可以这么写:
ReleaseMutex(hMutex);
WaitForSingleObject(hEvent, INFINITE);
可是,这样的代码不是以原⼦的⽅式来操纵这两个内核对象。因此,可以更改如下:SignalObjectAndWait(hMutex, hEvent, INFINITE, FALSE);
⼆、MsgWaitForMultipleObjects
函数功能:阻塞时仍可以响应消息
MsgWaitForMultipleObjects()函数类似WaitForMultipleObjects(),
但它会在“对象被激发”或“消息到达队列”时被唤醒⽽返回。
MsgWaitForMultipleObjects()多接收⼀个参数,允许指定哪些消息是观察对象。
DWORD MsgWaitForMultipleObjects(
DWORD nCount, // 表⽰pHandles所指的handles数组的元素个数,最⼤容量是MAXIMUM_WAIT_OBJECTS
LPHANDLE pHandles, // 指向⼀个由对象handles组成的数组,这些handles的类型不需要相同
BOOL fWaitAll, // 是否等待所有的handles被激发才返回
DWORD dwMilliseconds, // 超时时间
object toDWORD dwWakeMask // 欲观察的⽤户输⼊消息类型
);
返回值
WAIT_TIMEOUT :因时间终了⽽返回
WAIT_OBJECT_0 :当bWaitAll是TRUE
WAIT_OBJECT_0 to (WAIT_OBJECT_0 + nCount – 1) :
bWaitAll是FALSE,将返回值减去WAIT_OBJECT_0,就表⽰数组中哪⼀个handle被激发了WAIT_ABANDONED_0 to (WAIT_ABANDONED_0 + nCount – 1) :等待的对象中有任何mutexes WAIT_FAILED :函数失败时返回该值,可以使⽤GetLastError()出失败的原因
WAIT_OBJECT_0 + nCount :消息到达队列
MsgWaitForMultipleObjects()的正确使⽤⽅式是改写主消息循环,
使得激发状态的handles得以像消息⼀样被对待。
通常程序中只会有⼀个地⽅调⽤MsgWaitForMultipleObjects(),⽽这个调⽤存在于消息循环中。
注意:
1. 在收到WM_QUIT之后,Windows仍然会传送消息给你,
如果要在收到WM_QUIT之后等待所有线程结束,必须继续处理你的消息,
否则窗⼝会变得反应迟钝,⽽且没有重绘能⼒。
2.MsgWaitForMultipleObjects()不允许handles数组中有缝隙产⽣。
所以当某个handle被激发了时,应该在下⼀次调⽤MsgWaitForMultipleObjects之前
先把handles数组做个整理、紧压,不要只是把数组中的handle设为NULL
3.如果有另⼀个线程改变了对象数组,⽽那是你正在等待的,
那么需要⼀种⽅法,可以强迫MsgWaitForMultipleObjects返回,
并重新开始,以包含新的handle
三、MsgWaitForMultipleObjectsEx
函数功能:阻塞时仍可以响应消息
函数原型
DWORD MsgWaitForMultipleObjectsEx(
DWORD nCount, // 句柄数组中句柄数⽬
LPHANDLE pHandles, // 指向句柄数组的指针
DWORD dwMilliseconds, // 以毫秒计的超时值
DWORD dwWakeMask, // 要等待的输⼊事件类型
DWORD dwFlags // 等待标志
);
参数
nCount,指定pHandles指向的数组中的对象句柄数⽬。最⼤对象数⽬是MAXIMUM_WAIT_OBJECTS-1
pHandles ,指向⼀个对象句柄数组。要得到可以使⽤的对象句柄类型清单,请查看备注部分。
数组中可以包含多种对象类型。
Windows NT: 数组中句柄必须拥有SYNCHRONIZE访问权。要得到更多相关信息,请查阅MSDN中Standard Access Rights。dwMilliseconds ,指定以毫秒计的超时值。即使参数dwWakeMask与dwFlags中指定的条件未满⾜,超时后函数仍然返回。
如果dwMilliseconds值为0,函数测试指定的对象状态并⽴即返回。
如果dwMilliseconds值为INFINITE,函数超时周期为⽆穷⼤。
dwWakeMask ,指定被加到对象句柄数组中的输⼊事件对象句柄的对象类型。
这个参数可以是下⾯列出值的任意组合:
值含义
QS_ALLEVENTS : WM_TIMER, WM_PAINT, WM_HOTKEY输⼊消息或登记消息(posted message)在消息队列中
QS_ALLINPUT : 任何消息在消息队列中
QS_ALLPOSTMESSAGE : 登记消息(在此处列出的除外)在消息队列中
QS_HOTKEY : WM_HOTKEY消息在消息队列中
QS_INPUT: 输⼊消息在消息队列中
QS_KEY : WM_KEYUP,WM_KEYDOWN,WM_SYSKEYUP或WM_SYSKEYDOWN消息在消息队列中
QS_MOUSE : WM_MOUSEMOVE消息或⿏标点击消息(WM_LBUTTONUP,WM_RBUTTONDOWN等)在消息队列中
QS_MOUSEBUTTON : ⿏标点击消息(WM_LBUTTONUP,WM_RBUTTONDOWN等)在消息队列中
QS_MOUSEMOVE : WM_MOUSEMOVE消息在消息队列中
QS_PAINT : WM_PAINT消息在消息队列中
QS_POSTMESSAGE : 登记消息(在此处列出的除外)在消息队列中
QS_SENDMESSAGE : 由另⼀个线程或应⽤发送的消息在消息队列中
QS_TIMER : WM_TIMER消息在消息队列中
dwFlags ,指定等待类型。这个参数可以是下⾯列出值的任意组合:
0当对象中任意⼀个变为有信号状态则函数返回。返回值指出是哪个对象状态的改变导致函数返回。
MWMO_WAITALL 只有当pHandles数组中所有对象有信号时函数返回
MWMO_ALERTABLE 调⽤QueueUserAPC加⼊⼀个APC将导致函数返回
MWMO_INPUTAVAILABLE 只适⽤于Windows 98, Windows NT 5.0及其以后版本:
消息队列中存在输⼊函数将返回,甚⾄于输⼊已经被另⼀个函数检测过了,如PeekMessage函数
返回值
假如函数成功,返回值表明引起函数返回的事件。成功的函数值是下⾯中的⼀个:
值含义
WAIT_OBJECT_0 到(WAIT_OBJECT_0 + nCount - 1)
假如MWMO_WAITALL标志置位,返回值指明所有指定的对象处于有信号状态。返回值减去WAIT_OBJECT_0就是pHandles数组中引起函数返回的对象的索引
WAIT_OBJECT_0 + nCount
有新的在dwWakeMask参数中指定的输⼊类型存在于输⼊队列中。
函数如:PeekMessage,GetMessage,GetQueueStatus与WaitMessage将队列中的消息标记为旧的。
因此,当你在这些函数之后调⽤MsgWaitForMultipleObjectsEx,函数将不会返回,除⾮有新的被指定的输⼊到达。
当⼀个需要该线程活动的系统事件发⽣时也将返回该值,例如前台活动。
因此即使没有相应的输⼊发⽣或dwWaitMask置0,MsgWaitForMultipleObjectsEx也可以返回。
如果发⽣这种情况,那么在再次调⽤MsgWaitForMultipleObjectsEx之前要调⽤PeekMessage或GetMessage处理系统事件。
WAIT_ABANDONED_0 到(WAIT_ABANDONED_0 + nCount - 1)
假如MWMO_WAITALL标志置位,返回值指明所有指定的对象处于有信号状态并且⾄少其中的⼀个是⼀个被舍弃的(abandoned)互斥对象。另外,返回值减去WAIT_ABANDONED_0即是pHandles数组中引起函数返回的被舍弃的互斥对象的索引
WAIT_IO_COMPLETION
等待被⼀加⼊队列中的⽤户模式异步过程调⽤(user-mode asynchronous procedure call (APC))所终⽌
WAIT_TIMEOUT
超时,但dwFlags与dwWakeMask参数中条件未满⾜
假如函数调⽤失败,返回值是0xFFFFFFFF。若想获得更多的错误信息,请调⽤GetLastError函数。
备注
MsgWaitForMultipleObjectsEx函数检测是否dwWakeMask与dwFlags参数中指定的条件满⾜。
假如条件未满⾜,调⽤线程进⼊⾼效的等待状态。线程在等待条件之⼀满⾜或超时时只⽤很少的处理器时间。
返回前,等待函数会修改某些异步对象的状态。
修改只会针对那些置信号状态后会导致函数返回的对象,例如系统将信号对象(semaphore)的引⽤计数减⼀。
当dwFlags为零并且多个对象处于信号状态时,函数选择对象中的⼀个来确保等待;未被选中的对象的状态不受影响。
MsgWaitForMultipleObjectsEx函数可以在pHandles数组中指定下列的对象类型:
改变通知(Change notification), 控制台输⼊, 事件, 作业(job), 互斥, 进程, 信号, 线程, 等待计时器
要获取更多信息,请参阅Synchronization Objects
QS_ALLPOSTMESSAGE与QS_POSTMESSAGE标志被消除时是有区别的。
QS_POSTMESSAGE在你调⽤GetMessage或PeekMessage时被消除,⽽不管你是否正在过滤消息。
QS_ALLPOSTMESSAGE在你调⽤不过滤消息(wMsgFilterMin与wMsgFilterMax皆为零)的GetMessage或PeekMessage时被消除。
这在你调⽤PeekMessage多次以获得不同区域的消息时会很有⽤。
MsgWaitForMultipleObjectsEx复制句柄表,将消息队列事件加⼊其中,然后调⽤WaitForMultipleObjects
⽰例代码段
//⼀段代码,等待线程与事件对象及消息,超时值为2000毫秒
CWinThread* pThread = AfxBeginThread((AFX_THREADPROC)YourThreadFun, NULL);
HANDLE hThreadAndEvent[ 2 ];
hThreadAndEvent[ 0 ] = pThread->m_hThread;
hThreadAndEvent[ 1 ] = ::CreateEvent( NULL, FALSE, FALSE, NULL );
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