在多线程下面,有时候我们会希望等待某一线程完成了再继续做其他事情,要实现这个目的,可以使用Windows API函数WaitForSingleObject,或者WaitForMultipleObjects
这两个函数都会等待Object被标为有信号(signaled)时才返回的
那么,什么是信号呢?
thread技术简单来说,Windows下创建的Object都会被赋予一个状态量。如果Object被激活了,或者正在使用,那么该Object就是无信号,也就是不可用;另一方面,如果Object可用了,那么它就恢复有信号了。
这两个函数的优点是它们在等待的过程中会进入一个非常高效沉睡状态,只占用极少的CPU时间片
WaitForSingleObject有两个参数,分别是THandle和Timeout(毫秒单位)。如果想要等待一条线程,那么你需要指定线程的Handle,以及相应的Timeout时间。当然,如果你想无限等待下去,Timeout参数可以指定系统常量INFINITE。例如:
WaitForSingleObject(aThread.Handle, INFINITE);
相对来说,WaitForMultipleObjects要复杂点点,它有四个参数,分别是
1. cObject,DWORD类型,用于指定句柄数组的数量
2. lphObjects,Pointer类型,用于指定句柄数组的内存地址
3. fWaitAll,Boolean类型,True表示函数等待所有指定句柄的Object有信号为止
4. dwTimeout,DWORD类型,用于指定等待的Timeout时间,单位毫秒,可以是INFINITE
Win32及C运行时多线程
0.1. 线程的创建
在程序中调用CreateThread函数可以创建一个线程:
HANDLE CreateThread(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,
DWORD dwStackSize,
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,
LPVOID lpParameter,
DWORD dwCreationFlags,
LPDWORD lpThreadId);
每个参数的含义为:
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes。该参数是指向一个SECURITY_ATTRIBUTES结构的指针。如果要赋予该线程内核对象缺省的安全属性,可以传递一个NULL。如果希望所有的子进程能够继承该线程对象的句柄,须设定一个SECURITY_ATTRIBUTES结构,它的bInheritHandle成员应初始化为TRUE。
DWORD dwStackSize。该参数指定线程栈的大小。每个线程都拥有它自己的堆栈。如果dwStakSize为0,系统默认保留的栈的空间为1MB。
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress。该参数用于指定新建线程的入口函数的地址。可以创建多个线程,使用相同的入口函数地址。该入口函数的原型为:
DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID lpParameter);
其中的lpParameter的值为创建线程时,CreateThread函数的第4个参数的值 。
LPVOID lpParameter。参见3、由CreateThread传给入口线程入口函数的参数。
DWORD dwCreationFlags。该参数控制创建线程的标志,它可以是0或者CREATE_SUSPENDED。如果是0,则新建立的线程在创建完毕后被
系统调度程序调度(可能被执行,也可能不被执行,这取决于系统中其他线程的优先级情况)。如果该值为CREATE_SUSPENDED,系统在创建完新线程后,新线程被系统挂起,直到有其他线程执行了带该新线程句柄的ResumeThread()函数后,新线程才被激活。
LPDWORD lpThreadId。该参数指定新线程的ID。在Windows95中,该参数不能为NULL,否则会引起错误,在Windows 2000中该参数可以为NULL。
例1:
创建线程,并传递参数:
DWORD WINAPI SubThread(LPVOID lpParam)
{
TRACE("SubThread,lpParam is:%d\n",lpParam);
return 0;
}
void MainThread()
{
HANDLE hThread=CreateThread(NULL,0,SubThread,(LPVOID)123,0,NULL);
Sleep(1000);
CloseHandle(hThread);
}
例2:
创建挂起的新线程,老线程执行一些工作后,再激活新创建的线程。
DWORD WINAPI SubThread(LPVOID lpParam)
{
TRACE("SubThread,lpParam is:%d\n",lpParam);
return 0;
}
void MainThread()
{
HANDLE hThread=CreateThread(NULL,0,SubThread,(LPVOID)123,CREATE_SUSPENDED,NULL);
TRACE("SubThread is created\n");
ResumeThread(hThread);
Sleep(1000);
CloseHandle(hThread);
}
0.2. 线程的终止
可以使用下面方法来终止线程:
l 线程函数的返回;
l 通过调用ExitThread函数,线程将自己撤销;
l 同一个进程或者另一个进程中的线程调用TerminateThread函数终止另外一个线程的运行;
l 包含线程的进程终止运行(主线程退出)。
1、 线程函数返回。
这是确保线程的所有资源被正确地清除的唯一办法。当线程函数返回时,如下情况将会发生:
l 在线程函数中创建的所有C++对象将通过它们的析构函数正确地撤销;
l 操作系统将正确地释放线程的堆栈使用的内存;
l 系统将线程的退出代码设置为线程函数的返回值;
l 系统递减线程内核对象的引用计数。
2、 ExitThread函数。
可以通过在线程中调用ExitThread函数,来强制终止自身线程的运行。原型为:
VOID ExitThread(DWORD dwExitCode);
该函数将终止自身线程的运行,并导致操作系统清除该线程使用的所有操作系统资源。但是,C++资源(如C++对象)将不被正确地撤销。由于这个原因,最好从线程函数返回,而不是通过调用ExitThread来返回。
3、 TerminateThread函数。调用TerminateThread函数将终止指定线程的运行,原型为:
BOOL TerminateThread(HANDLE hThread,DWORD dwExitCode);
//HANDLE hThread—将要终止的线程的句柄
//DWORD dwExitCode—传递给将要终止的线程
的退出代码
与ExitThread不同,ExitThread是撤销自身线程,而TerminateThread能够撤销任何线程。
要注意的是,TerminateThread是异步运行的函数,也就是说,它告诉系统要终止指定线程的运行,但是该函数返回后,并不能保证指定的线程已经撤销,如果要确切地知道被指定的线程是否已经被撤销,请调用
WaitForSingleObject等函数。
4、 进程终止运行(主线程退出)
5、 线程终止运行时,会发生下列操作:
l 线程拥有的所有USER对象句柄均被释放。在Windows中,线程所创建的大部分对象归它的进程所有。但是,线程也可以拥有两个USER对象:窗口和钩子。当创建这些对象的线程终止运行时,系统会自动释放这些对象。其它对对象只有在进程终止时才被释放;
l 线程的退出代码从STILL_ACTIVE改为线程函数返回值或者传递给ExitThread或者TerminateThread的代码;
l 线程内核对象的状态变为通知(信号)状态;
l 如果线程是进程中最后一个活动线程,进程也被终止;
l 线程内核对象的使用技术递减1。
例1:
线程的正常退出。注意!在线程中new出来的资源并不能随着线程退出而自动释放!!!
class CTest
{
private:
int m_iId;
public:
CTest(int iId)
{
m_iId=iId;
}
virtual ~CTest()
{
TRACE("ID:%d ~CTest()\n",m_iId);
}
};
DWORD WINAPI SubThread(LPVOID lpParam)
{
CTest obj(1),*pObj;
pObj=new CTest(2); //注意,堆分配的资源并不随着线程的退出而自动释放
Sleep(500);
return 999;
}
void MainThread()
{
DWORD dwRet;
HANDLE hThread=CreateThread(NULL,0,SubThread,NULL,0,NULL);
GetExitCodeThread(hThread,&dwRet);
TRACE("SubThread exitcode:%d\n",dwRet);//很可能为STILL_ACTIVE
Sleep(1000);
GetExitCodeThread(hThread,&dwRet);
TRACE("SubThread exitcode:%d\n",dwRet);//很可能为999
CloseHandle(hThread);
}
例2:
自身调用ExitThread退出线程
class CTest
{
private:
int m_iId;
public:
CTest(int iId)
{
m_iId=iId;
}
virtual ~CTest()
{
TRACE("ID:%d ~CTest()\n",m_iId);
}
};
DWORD WINAPI SubThread(LPVOID lpParam)
{
CTest obj(1),*pObj;
pObj=new CTest(2); //注意,堆分配的资源并不随着线程的退出而自动释放
Sleep(500);
ExitThread(1000); //接下来的返回语句将得不到执行,obj也不会被析构
return 999;
}
void MainThread()
{
DWORD dwRet;
HANDLE hThread=Cre
ateThread(NULL,0,SubThread,NULL,0,NULL);
GetExitCodeThread(hThread,&dwRet);
TRACE("SubThread exitcode:%d\n",dwRet);//很可能为STILL_ACTIVE
Sleep(1000);
GetExitCodeThread(hThread,&dwRet);
TRACE("SubThread exitcode:%d\n",dwRet);//很可能为1000
CloseHandle(hThread);
}
例3:
调用TerminateThread来终止另外一个线程的运行。
DWORD WINAPI SubThread(LPVOID lpParam)
{
CTest obj(1),*pObj;
pObj=new CTest(2); //注意,堆分配的资源并不随着线程的退出而自动释放
Sleep(500);
return 999;
}
void MainThread()
{
DWORD dwRet;
HANDLE hThread=CreateThread(NULL,0,SubThread,NULL,0,NULL);
GetExitCodeThread(hThread,&dwRet);
TRACE("SubThread exitcode:%d\n",dwRet); //很可能为STILL_ACTIVE
TerminateThread(hThread,1001); //强行终止线程hThread的运行
//TerminateThread是异步函数,所以可能此时hThread并没撤销完毕。
Sleep(500);
GetExitCodeThread(hThread,&dwRet);
TRACE("SubThread exitcode:%d\n",dwRet); //很可能为1001
CloseHandle(hThread);
}
0.3. 线程的暂停(挂起)与恢复运行
任何线程都可以调用SuspendThread来暂停另一个线程的运行(只要拥有线程的句柄)。原型为:
DWORD SuspendThread(HANDLE hThread);
返回值是前一次暂停计数,一个线程能够被暂停的最多次数是MAXIMUM_SUSPEND_COUNT,
参数HANDLE hThread表示将要被挂起的线程
调用ResumeThread可以让挂起的线程恢复运行。原型为:
DWORD ResumeThread(HANDLE hThread);
返回值是前一次暂停计数,参数HANDLE hThread表示将要被恢复的线程
例:
HANDLE g_hThread=NULL;
DWORD WINAPI SubThread(LPVOID lpParam)
{
int iLoop=0;
while(TRUE)
{
TRACE("SubThread loop:%d\n",iLoop++);
Sleep(1000);
}
return 0;
}
void CMy0621Dlg::OnOK()
{
g_hThread=CreateThread(NULL,0,SubThread,NULL,0,NULL);
}
void CMy0621Dlg::OnButtonSuspend()
{
DWORD dwCount=SuspendThread(g_hThread);
TRACE("Suspend count:%d\n",dwCount);
}
void CMy0621Dlg::OnButtonResume()
{
DWORD dwCount=ResumeThread(g_hThread);
TRACE("Suspend count:%d\n",dwCount);
}
0.4. 线程的优先级
HANDLE g_hThread1=NULL;
HANDLE g_hThread2=NULL;
void ConsumeCPU()
{
char szBuf[8192];
for(int i=0;i<200000;i++)
{
sprintf(szBuf,"%d",rand());
memset(szBuf,0,sizeof(szBuf));
}
}
DWORD WINAPI SubThread(LPVOID lpParam)
{
int iLoop=0;
while(TRUE)
{
ConsumeCPU();
TRACE("Thread %X loop:%d\n",GetCurrentThreadId(),iLoop++);
}
return 0;
}
void CMy0621Dlg::OnOK()
{
g_hThread1=CreateThread(NULL,0,SubThread,NULL,0,NULL);
g_hThread2=CreateThread(NULL,0,SubThread,NULL,0,NULL);
SetThreadPriority(g_hThread1,THREAD_PRIORITY_LOWEST);
SetThreadPriority(g_hThread2,THREAD_PRIORITY_LOWEST);
}
void CMy0621Dlg::OnButtonReduce()
{
SetThreadPriority(g_hThread1,THREAD_PRIORITY_IDLE);
}
void CMy0621Dlg::OnButtonRestore()
{
SetThreadPriority(g_hThread1,THREAD_PRIORITY_LOWEST);
}
0.5. C运行时的线程创建
C运行时是在Windows操作系统尚未面世时就已经存在的一套C语言的函数库,因为当时并未考虑到多线程的情况,所以在Windows操作系统下用CreateThread创建的线程中调用了某些C运行时函数,如asctime等,则有可能出现问题,为此后来特地增加了CreateThread的C运行时版本 _beginthreadex,原型为:
unsigned int _beginthreadex(
void *security,
unsigned stack_size,
unsigned ( __stdcall *start_address )( void * ),
void *arglist,
unsigned initflag,
unsigned *thrdaddr);
相应的线程入口点函数也要变为:
UINT WINAPI SubThread(LPVOID lpParameter);
例:
UINT WINAPI SubThread(LPVOID lpParameter)
{
TRACE("lpParameter is:%d\n",lpParameter);
return 999;
}
void MainThread()
{
DWORD dwRet;
HANDLE hThread=(HANDLE)_beginthreadex(NULL,0,SubThread,(LPVOID)123,0,NULL);
Sleep(1000);
GetExitCodeThread(hThread,&dwRet);
TRACE("ExitCode is:%d\n",dwRet);
CloseHandle(hThread);
}
1. 多线程的同步
当多个线程无限制的在同一段时间内访问同一资源时,有可能导致错误的结果的发生,例:
long g_iNum1,g_iNum2;
DWORD WINAPI SubThread(LPVOID lpParam)
{
for(int i=0; i<100000000; i++)
{
g_iNum1++;
g_iNum2=g_iNum2+2;
}
return 0;
}
void Test()
{
HANDLE hThreads[2];
g_iNum1=0;
g_iNum2=0;
hThreads[0]=CreateThread(NULL,0,SubThread,NULL,0,NULL);
hThreads[1]=CreateThread(NULL,0,SubThread,NULL,0,NULL);
SetThreadPriority(hThreads[0],THREAD_PRIORITY_LOWEST);
SetThreadPriority(hThreads[1],THREAD_PRIORITY_LOWEST);
WaitForMultipleObjects(2,hThreads,TRUE,INFINITE);
TRACE("g_iNum1:%d g_iNum2:%d\n",g_iNum1,g_iNum2);
}
最终TRACE的输出将很可能不是200000000和400000000
为解决此类问题,必须引入同步处理机制。常用的同步处理机制包括互锁函数、临界区
、和进程、线程、互斥量、信号量、事件等Windows内核对象。
1.1. 原子访问,互锁函数
互锁函数提供了一套多个线程同步访问一个简单变量的处理机制。
l LONG InterlockedIncrement(LONG volatile* lpAddend);
该函数提供多线程情况下,对一个变量以原子操作方式增加1
l LONG InterlockedDecrement(LONG volatile* lpAddend);
该函数提供多线程情况下,对一个变量以原子操作方式减少1
l LONG InterlockedExchange(LONG volatile* lpTarget,LONG lValue);
该函数提供在多线程情况下,以原子操作方式用lValue给lpTarget指向的目标变量赋值,并返回赋值以前的lpTarget指向的值。
l LONG InterlockedExchangeAdd(LONG volatile* lpAddend,LONG lValue)
该函数提供在多线程情况下,以院子的操作方式将lpAddend指向的变量增加lValue,并返回调用前的lpAddend指向的目标变量的值。
示例:
long g_iNum1,g_iNum2;
DWORD WINAPI SubThread(LPVOID lpParam)
{
for(int i=0; i<100000000; i++)
{
InterlockedIncrement(&g_iNum1);
InterlockedExchangeAdd(&g_iNum2,2);
}
return 0;
}
void Test()
{
HANDLE hThreads[2];
g_iNum1=0;
g_iNum2=0;
hThreads[0]=CreateThread(NULL,0,SubThread,NULL,0,NULL);
hThreads[1]=CreateThread(NULL,0,SubThread,NULL,0,NULL);
SetThreadPriority(hThreads[0],THREAD_PRIORITY_LOWEST);
SetThreadPriority(hThreads[1],THREAD_PRIORITY_LOWEST);
WaitForMultipleObjects(2,hThreads,TRUE,INFINITE);
TRACE("g_iNum1:%d g_iNum2:%d\n",g_iNum1,g_iNum2);
}
1.2. 临界区
临界区是一段连续的代码区域,它要求在执行前获得对某些共享数据的独占的访问权。如果一个进程中的所有线程中访问这些共享数据的代码都放在临界区中,就能够实现对该共享数据的同步访问。临界区只能用于同步单个进程中的线程。
例:
//多个线程共享的全局数据
long g_iNum1,g_iNum2;
//实例化临界区对象
CRITICAL_SECTION g_sec;
DWORD WINAPI SubThread(LPVOID lpParam)
{
for(int i=0; i<100000000; i++)
{
//进入临界区,临界区对象的引用计数加1,同一个线程可以多次调用
//EnterCriticalSection,但是如果调用n次EnterCriticalSection以后,
//必须再调用n次的LeaveCriticalSection,使临界区对象的引用计数变为0,
//其它的线程才能进入临界区
EnterCriticalSection(&g_sec);
g_iNum1++;
g_iNum2+=2;
//离开临界区
LeaveCriticalSection(&g_sec);
}
return 0;
}
void Test()
{
HANDLE hThreads[2];
g_iNum1=0;
版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198,我们将在24小时内删除。
发表评论