计算机线程技术.ppt

第3节线程技术 一 线程概述1 什么是线程线程是Windows程序运行的最小时间单位 一个进程包括若干个线程 其中必有一个主线程 其余均为子线程 各线程并发运行 互相协作 例如 在网络文件下载中 采用多线程下载 使下载时间缩短 将待下载的文件分为5个等份 使用5个子线程分别下载 最后由主线程将下载的各部分合成 2 线程的基本特点系统给各个运行中的线程轮流分配时间片 约20ms 因此 在宏观上各线程是同时运行的 并发性 各线程具有自己的优先级 0 31级 其中0级为系统保留 并且可动态改变 抢先式多任务 程序员可以完全地控制线程的行为 包括启动 停止 挂起 恢复 动态改变优先级 等 在线程中 可以对事件作出响应 可以向其他线程发送消息 同步 线程的上述特点提高了系统的响应能力 避免花费大量的时间去查询当前的状态 特别适合I O操作 3 线程分类分为用户接口线程和工作者线程 用户接口线程 User interfacethreads 有消息泵 运行于前台 用于接收和处理系统消息 如窗口 控件动作消息处理 显示等 主线程一般为用户线程 工作者线程 Workerthreads 无消息泵 主要用于后台运行 如数据计算等 子线程一般为工作者线程 二 线程的创建 终止 挂起与恢复1 创建线程有三种方法 1 用API函数 原型如下 HANDLECreateThread LPSECURITY ATTRIBUTESlpThreadAttributes 指向安全属性结构DWORDdwStackSize 指定线程堆栈的大小LPTHREAD START ROUTINElpStartAddress 指向线程函数LPVOIDlpParameter 传递给线程的参数值DWORDdwCreationFlags 创建标志 0 创建后立即运行LPDWORDlpThreadId 返回线程ID 创建成功 返回句柄 否则返回NULL 2 用MFC函数 有两种形式 原型如下 创建工作者线程CWinThread AfxBeginThread AFX THREADPROCpfnThreadProc 线程函数名LPVOIDpParam 传递给线程函数的参数intnPriority THREAD PRIORITY NORMAL 线程的优先级UINTnStackSize 0 指定线程堆栈的大小DWORDdwCreateFlags 0 创建标志 0 创建后立即运行LPSECURITY ATTRIBUTESlpSecurityAttrs NULL 指向安全属性结构 创建用户接口线程CWinThread AfxBeginThread CRuntimeClass pThreadClass 指向线程的类对象intnPriority THREAD PRIORITY NORMAL 线程的优先级UINTnStackSize 0 指定线程堆栈的大小DWORDdwCreateFlags 0 创建标志 0 创建后立即运行LPSECURITY ATTRIBUTESlpSecurityAttrs NULL 指向安全属性结构 3 使用CWinThread类CWinThread类支持用户接口线程和工作者线程的创建 管理和删除 使用步骤为 先定义CWinThread类的对象CWinThreadMyThread 给该对象的有关成员赋初始值 MyThread m bAutoDelete FALSE FALSE 线程终止时自动删除MyThread m pfnThreadProc CMyThread 指定线程函数MyThread m pThreadParams 2 线程的终止当线程函数运行完毕时 可自动终止 若要中途终止线程 可使用以下几个函数之一 VOIDExitThread DWORDdwExitCode 参数为终止码功能 终止线程 并清除堆栈 激活附属DLL的入口点 entry 函数 BOOLTerminateThread HANDLEhThread 线程的句柄DWORDdwExitCode 终止码 功能 终止线程 不做任何清除工作 voidAfxEndThread UINTnExitCode 参数为终止码功能 终止线程 必须在线程函数内部调用 注 线程终止码可调用GetExitCodeThread 函数得到 其原型为 BOOLGetExitCodeThread HANDLEhThread 线程的句柄LPDWORDlpExitCode 指向接收终止码的变量 3 线程的挂起与恢复线程挂起 停止调度该线程 但并未终止 线程恢复 使挂起的线程恢复调度 DWORDSuspendThread HANDLEhThread 参数为线程的句柄功能 使线程挂起次数加1 返回当前被挂起的次数 DWORDResumeThread HANDLEhThread 参数为线程的句柄功能 使线程的挂起次数减1 返回当前被挂起的次数 说明 如果线程的挂起次数 0 则线程被挂起 否则线程被调度 三 线程的同步问题 1 多线程同时访问一个资源 可能会引起冲突 例如 两个线程同时读写一个I O接口 2 两个线程有序执行 线程2必须等待线程1的执行结果出来后再执行 解决办法 同步 协调各线程的执行次序 Windows系统提供了管理同步的四个对象 1 事件对象 Event 2 临界区对象 CriticalSection 3 信号量对象 Semaphore 4 互斥量对象 Mutex 这四个对象均有两个状态 有信号状态 无信号状态 只有在有信号状态时 线程才可以运行 否则必须等待 在线程内 使用等待函数来等待有信号状态的到来 下面以事件对象为例 说明事件操作函数 1 创建事件对象 函数原型为 HANDLECreateEvent LPSECURITY ATTRIBUTESlpEventAttributes 指向安全属性结构BOOLbManualReset 手工重置事件 TRUE 手工重置事件BOOLbInitialState 初始信号状态 TRUE 有信号状态LPCTSTRlpName 事件对象名 2 将事件置为有信号状态 函数原型为 BOOLSetEvent HANDLEhEvent 参数为事件对象的句柄 3 将事件置为无信号状态 函数原型为 BOOLResetEvent HANDLEhEvent 参数为事件对象的句柄 下面讨论等待函数 其原型为 1 等待单个事件对象变为有信号状态DWORDWaitForSingleObject HANDLEhHandle 要等待的事件对象的句柄DWORDdwMilliseconds 等待时间 毫秒 功能 等待 直到要等待的事件对象变为有信号 或等待时间到达为止 2 等待多个事件对象变为有信号状态DWORDWaitForMultipleObjects DWORDnCount 事件对象的句柄个数CONSTHANDLE lpHandles 指向事件对象的句柄数组BOOLfWaitAll 等待标志 TRUE 所有事件DWORDdwMilliseconds 等待时间 毫秒 功能 等待 直到要等待的所有 或某个 事件对象变为有信号 或等待时间