c++多线程-c++-火龙果软件工程

c++多线程

作者：richerg85 来源：CSDN 发布于：2015-6-17

3895 次浏览

多线程的简介

线程---操作系统调度的最小单位。线程包含在进程中，是进程中实际运行的单位。一个进程中可以同时运行多个线程，每个线程可以执行不同的任务，这就是所谓的多线程。同一进程中的多个线程将共享该进程中的全部系统资源，如虚拟地址空间、文件描述符和信号处理等，但是同一个进程中的多个线程都有各自的调用栈、寄存器环境和线程本地存储。

对于单核（单CPU）系统来说，即便处理器一次只能运行一个线程，但是操作系统通过时间片轮转技术，在不同的线程之间进行切换，让用户产生可以同时处理多个任务的错觉，这样的程序运行机制称为软件的多线程。

对于多核（多个CPU）系统来说，这样的系统能同时进行真正的多线程多任务处理。这种运行机制可以称为硬件的多线程技术。

多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式，当然有以下的优点：

1) 提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义，当一个操作耗时很长时，整个系统都会等待这个操作，此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作，而使用多线程技术，将耗时长的操作（time consuming）置于一个新的线程，可以避免这种尴尬的情况。

2) 使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时，不同的线程运行于不同的CPU上。

3) 改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程，成为几个独立或半独立的运行部分，这样的程序会利于理解和修改。

多线程编程实例1

说明：本系列所有的实例都是在vc6.0下实现的，并且都是基于MFC AppWizard[exe]工程创建的“Dialog based”应用程序。

实例1，简单的多线程，实现动态显示时间

工程名称为Mthread1,首先在Mthread1Dlg.h中声明线程函数---void ThreadProc()，此函数为全局函数。

部分代码如下：

// Mthread1Dlg.h : header file  
//  
   ... ...  
  
void ThreadProc();//线程函数声明  
class CMthread1Dlg : public CDialog  
{  
     ... ...  
protected:  
    HICON m_hIcon;  
    HANDLE hThread;//线程句柄  
    ... ...  
  
    DECLARE_MESSAGE_MAP()  
};

MthreadDlg.cpp

// Mthread1Dlg.cpp : implementation file  
//  
  
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
// CAboutDlg dialog used for App About  
volatile BOOL m_bRun;//代表线程是否正常运行  
  
void ThreadProc() //线程函数  
{  
    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);  
    }  
}  
class CAboutDlg : public CDialog  
{  
   ...  ...  
void CMthread1Dlg::OnStart()     
{  
    // TODO: Add your control notification handler code here  
    hThread = CreateThread(  
                 NULL,                                   // SD  
                 0,                                  // initial stack size  
                (LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadProc,    // thread function  
                NULL,                                    // thread argument  
                0,                                   // creation option  
                 &threadID                               // thread identifier  
                );  
    GetDlgItem(IDC_START)->EnableWindow(FALSE);  
    GetDlgItem(IDC_STOP)->EnableWindow(TRUE);  
}     
  
void CMthread1Dlg::OnStop()   
{  
    // TODO: Add your control notification handler code here  
    m_bRun = FALSE;  
    GetDlgItem(IDC_START)->EnableWindow(TRUE);  
    GetDlgItem(IDC_STOP)->EnableWindow(FALSE);  
}

执行结果：

相应函数API说明

CreateThread

函数原型：

HANDLE CreateThread(  
 LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SD  
 DWORD dwStackSize,                       // initial stack size  
 LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,   // thread function  
 LPVOID lpParameter,                      // thread argument  
 DWORD dwCreationFlags,                   // creation option  
 LPDWORD lpThreadId                       // thread identifier  
);

此函数在其调用进程的进程空间里创建一个线程。

参数说明：

lpThreadAttributes:指向SECURITY_ATTRIBUTES结构体，该结构体决定了函数返回句柄是否被子进线程继承。

如果为NULL,则不能被继承。

dwStackSize:指定了线程的堆栈大小，一般为0，使用默认的堆栈大小。

lpStartAddress:指向应用定义的线程函数，线程函数类型为LPTHREAD_START_ROUTINE。此值代表线程的开始地址。

lpParameter:线程函数所带的参数。是一个指向结构的指针，不需传递参数时，为NULL。

dwCreateFlags:线程标志。如果指定为CREATE_SUSPENDED，线程创建的时候的状态为挂起状态，

线程不会立即执行直到调用ResumeThread函数。

如果值为0，线程会立即执行。

lpThreadId:保存新线程的id.

多线程实例二

此实例演示采用CreateThread函数在主线程中创建一个线程，并且向创建的线程中传递一个参数。

由于采用MFC编程，自动生成的代码比较多，还是列出部分实现多线程的代码。

线程函数：

void ThreadProc(int count)  
{  
    for (int i=0; i < count; i++)  
    {  
        Beep(2000,50);  
        Sleep(200);  
    }  
}

主线程函数：

void CMthread2Dlg::OnStart()   
{  
    // TODO: Add your control notification handler code here  
    UpdateData(TRUE);//从控件中检索数据  
    int count = m_count;  
  
  
    hThread = CreateThread(NULL,  
                           0,  
                           (LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadProc,  
                           (VOID *)count,  
                           0,  
                           &threadID  
                           );  
  
  
    GetDlgItem(IDC_START)->EnableWindow(FALSE);  
    WaitForSingleObject(hThread,INFINITE); //当线程挂起时，为有信号状态  
    GetDlgItem(IDC_START)->EnableWindow(TRUE);  
}

注：变量m_count和控件IDC_COUNT做了关联。

函数说明：

BOOL UpdateData( BOOL bSaveAndValidate = TRUE );

MFC中的窗口函数，在对话框中，当建立控件和变量之间的关联关系后，修改变量值，希望对话框更新显示，则bSaveAndValidate=FALSE,即调用UpdateData(FALSE);当需要获取对话框中控件输入的值时，则bSaveAndValidate=TRUE,即调用UpdateData(TRUE)。

DWORD WaitForSingleObject(
  HANDLE hHandle,        // handle to object
  DWORD dwMilliseconds   // time-out interval
);

此函数的详细描述参见：http://blog.csdn.net/richerg85/article/details/7354154

注意：

主线程中，调用了WaitForSingleObject函数，此函数的作用是监视hHandle的状态，当监视的句柄为有信号状态时，即此对象为空闲状态时，此函数返回，才能执行其后的代码。

在此处，用WaitForSingleObject作用：

由于c++主程序终止，同时它创建的相应的线程也会终止，它不管子线程是否执行完成，因此，上文中如果不调用WaitForSingleObject函数，则子线程ThreadProc可能没有执行完或者没执行。

此程序执行结果图：

多线程实例三

此实例演示多线程中，主线程向子线程传递一个结构体。

在头文件中，声明线程函数及结构体：

UINT ThreadProc(LPVOID lpParam);  
struct threadInfo  
{  
    UINT nMilliSecond;  
    CProgressCtrl *pctrProcess;  
};

子线程定义函数

threadInfo myInfo;  
UINT ThreadProc(LPVOID lpParam)  
{  
    threadInfo *pInfo = (threadInfo *)lpParam;  
    for (int i=0; i<100; i++)  
    {  
        int iTmp = pInfo->nMilliSecond;  
        pInfo->pctrProcess->SetPos(i);  
        Sleep(iTmp);  
    }  
    return 0;  
}

主线程调用子线程函数：

void CMthread3Dlg::OnStart()   
{  
    // TODO: Add your control notification handler code here  
    UpdateData();//默认为TRUE  
    myInfo.nMilliSecond = m_nMillSecond;  
    myInfo.pctrProcess = &m_ctrProcess;  
  
    hThread = CreateThread(NULL,  
                            0,  
                            (LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadProc,  
                            &myInfo,  
                            0,  
                            &threadID  
                            );  
    /*GetDlgItem(IDC_START)->EnableWindow(FALSE); 
    WaitForSingleObject(hThread,INFINITE); 
    GetDlgItem(IDC_START)->EnableWindow(TRUE);*/  
}

注意注释的部分，如果调用WaitForSingleObject函数，此程序会出现死锁。因为对话框中有个进度条，子线程中设置进度条的进度，但是进度条的刷新需要主线程来完成，当主线程调用WaitForSingleObject函数挂起后，子线程设置正在设置进度条，一直等待主线程将刷新消息出来完毕返回才检测通知事件。这样两个线程一直处于相互等待，出现死锁。

程序执行结果：

多线程实例4

此实例演示你的机器最多能创建多少个线程。此实例程序相当简单。

线程函数：

volatile BOOL m_bRUN = TRUE; //表示是否能继续添加线程  
DWORD WINAPI ThreadProc(LPVOID lpParam)  
{  
    while (m_bRUN)  
    {  
        Sleep(2000);  
    }  
    return 0;  
}

主线程函数：

void CMthread4Dlg::OnStart()   
{  
    // TODO: Add your control notification handler code here  
    DWORD threadID;  
    long nCount = 0;  
    m_nCount = 0;  
    UpdateData(FALSE);  
    GetDlgItem(IDC_START)->EnableWindow(FALSE);  
  
  
    while (m_bRUN)  
    {  
        if (CreateThread(NULL,0,ThreadProc,NULL,0,&threadID) == NULL)  
        {  
            m_bRUN = FALSE;  
            break;  
        }  
        else  
        {  
            nCount++;  
        }  
    }  
    m_nCount = nCount;  
    UpdateData(FALSE);  
    Sleep(5000);  
    GetDlgItem(IDC_START)->EnableWindow(TRUE);  
    m_bRUN = TRUE;  
}

说明：当m_bRUN一直为TRUE的时候，程序一直创建线程，直至创建的线程到达最大值。

执行结果：

多线程实例五

此实例演示，创建了一个线程类，线程类继承自CWinThread。主线程通过AfxBeginThread函数调用线程类。

主线程调用线程类：

void CMthread6Dlg::OnUiThread()   
{  
    // TODO: Add your control notification handler code here  
    CWinThread *pThread = AfxBeginThread(RUNTIME_CLASS(CUIThread));  
}

线程类：

头文件中类定义：

class CMthread6Dlg : public CDialog

线程类：

// UIThread.cpp : implementation file  
//  
  
#include "stdafx.h"  
#include "Mthread6.h"  
#include "UIThread.h"  
  
#ifdef _DEBUG  
#define new DEBUG_NEW  
#undef THIS_FILE  
static char THIS_FILE[] = __FILE__;  
#endif  
  
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
// CUIThread  
  
IMPLEMENT_DYNCREATE(CUIThread, CWinThread)  
  
CUIThread::CUIThread()  
{  
}  
  
CUIThread::~CUIThread()  
{  
}  
  
BOOL CUIThread::InitInstance()  
{  
    // TODO:  perform and per-thread initialization here  
    m_dlg.Create(IDD_UITHREADDLG);  
    m_dlg.ShowWindow(SW_SHOW);  
    m_pMainWnd = &m_dlg;  
    return TRUE;  
}  
  
int CUIThread::ExitInstance()  
{  
    // TODO:  perform any per-thread cleanup here  
    m_dlg.DestroyWindow();  
    return CWinThread::ExitInstance();  
}  
  
BEGIN_MESSAGE_MAP(CUIThread, CWinThread)  
    //{{AFX_MSG_MAP(CUIThread)  
        // NOTE - the ClassWizard will add and remove mapping macros here.  
    //}}AFX_MSG_MAP  
END_MESSAGE_MAP()  
  
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
// CUIThread message handlers

从上边的代码中，自建的线程类CUIThread重写了CWinThread类的InitInstance和ExitInstance函数

InitInstance函数中，创建了一个对话框。

运行结果：

3895 次浏览