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从单线程到多线程之线程控制

2007-02-07 17:50 260 查看
WIN32线程控制主要实现线程的创建、终止、挂起和恢复等操作,这些操作都依赖于WIN32提供的一组API和具体编译器的C运行时库函数。

  1.线程函数

  在启动一个线程之前,必须为线程编写一个全局的线程函数,这个线程函数接受一个32位的LPVOID作为参数,返回一个UINT,线程函数的结构为:

UINT ThreadFunction(LPVOID pParam)
{
 //线程处理代码
 return0;
}
一般来说,C++的类成员函数不能作为线程函数。这是因为在类中定义的成员函数,编译器会给其加上this指针。

如果一定要以类成员函数作为线程函数,通常有如下解决方案:

  (1)将该成员函数声明为static类型,去掉this指针;

#include "windows.h"
#include <process.h>
class ExampleTask
{
 public:
  void static taskmain(LPVOID param);
  void StartTask();
};

void ExampleTask::taskmain(LPVOID param)
{}

void ExampleTask::StartTask()
{
 _beginthread(taskmain,0,NULL);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
 ExampleTask realTimeTask;
 realTimeTask.StartTask();
 return 0;
}
将成员函数声明为静态虽然可以解决作为线程函数的问题,但是它带来了新的问题,那就是static成员函数只能访问static成员。解决此问题的一种途径是可以在调用类静态成员函数(线程函数)时将this指针作为参数传入,并在改线程函数中用强制类型转换将this转换成指向该类的指针,通过该指针访问非静态成员。

(2)不定义类成员函数为线程函数,而将线程函数定义为类的友元函数。这样,线程函数也可以有类成员函数同等的权限;

(3)可以对非静态成员函数实现回调,并访问非静态成员.

2.创建线程

  进程的主线程由操作系统自动生成,Win32提供了CreateThread API来完成用户线程的创建,该API的原型为:

HANDLE CreateThread(
 LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,//如果传递NULL该线程使用默认安全属性。如果希望所有的子进程能够继承该线程对象的句柄,必须将它的bInheritHandle成员被初始化为TRUE。 SIZE_T dwStackSize, //设定线程堆栈的地址空间。如果非0,函数将所有的存储器保留并分配给线程的堆栈。如果是0,CreateThread就保留一个区域,并且将链接程序嵌入.exe文件的/STACK链接程序开关信息指明的存储器容量分配给线程堆栈。 LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,
 LPVOID lpParameter, //传递给线程函数的参数
 DWORD dwCreationFlags, //如果是0,线程创建后立即进行调度。如果是CREATE_SUSPENDED,系统对它进行初始化后暂停该线程的运行
 LPDWORD lpThreadId // 用来存放系统分配给新线程的ID
);
如果使用C/C++语言编写多线程应用程序,一定不能使用操作系统提供的CreateThread API,因为使用CreateThread 可能产生内存泄漏,而应该使用C/C++运行时库中的_beginthread(或_beginthreadex),其函数原型为:

uintptr_t _beginthread(
 void( __cdecl *start_address )( void * ), //函数地址
 unsigned stack_size, //新线程堆的长度

 void *arglist //参数
);
uintptr_t _beginthreadex(
 void *security,//Pointer to a SECURITY_ATTRIBUTES structure
 unsigned stack_size,
 unsigned ( __stdcall *start_address )( void * ),
 void *arglist,
 unsigned initflag,//Initial state of new thread (0 for running or CREATE_SUSPENDED for suspended);
 unsigned *thrdaddr
);

  _beginthread函数与Win32 API 中的CreateThread函数类似,但有如下差异:

  (1)通过_beginthread函数我们可以利用其参数列表arglist将多个参数传递到线程; 将要传递得参数放到一个自定义结构中,将这个结构得指针传递过去,在线程中强制转换过来就OK

  (2)_beginthread 函数初始化某些 C 运行时库变量,在线程中需要使用 C 运行时库。

3.终止线程

  线程的终止有如下四种方式:

  (1)线程函数返回,最好得线程关闭方法;

  (2)线程自身调用ExitThread 函数即终止自己,其原型为:

VOID ExitThread(UINT fuExitCode );
  它将参数fuExitCode设置为线程的退出码。

  注意:如果使用C/C++编写代码,我们应该使用C/C++运行时库函数_endthread (_endthreadex)终止线程,决不能使用ExitThread!因为他不能是C++资源即使得撤销
(3)同一进程或其他进程的线程调用TerminateThread函数,其原型为:

BOOL TerminateThread(HANDLE hThread,DWORD dwExitCode);
  该函数用来结束由hThread参数指定的线程,并把dwExitCode设成该线程的退出码。当某个线程不再响应时,我们可以用其他线程调用该函数来终止这个不响应的线程,他是一个异步函数,线程真正得关闭与否还要进行测试,切知道进程关闭,否则线程得堆栈不会释放。

(4) 进程结束。

PS:尽量使用_beginthreadex,因为_beginthread函数参数少,限制多。无法创建暂停的线程,无法取得线程ID。_endthread函数无参数,线程退出代码必须为0。还有_endthread函数内部关闭了线程的句柄,一旦退出将不能正确访问线程句柄。

HANDLE GetCurrentProcess( );
HANDLE GetCurrentThread( );
这两个函数都能返回调用线程的进程的伪句柄或线程内核对象的伪句柄。伪句柄只能在当前的进程或线程中使用,在其它线程或进程将不能访问。函数并不在创建进程的句柄表中创建新句柄。调用这些函数对进程或线程内核对象的使用计数没有任何影响。如果调用CloseHandle,将伪句柄作为参数来传递,那么CloseHandle就会忽略该函数的调用并返回FALSE。
DWORD GetCurrentProcessId( );
DWORD GetCurrentThreadId( );
这两个函数使得线程能够查询它的进程的唯一ID或它自己的唯一ID。

取得线程实句柄:
DuplicateHandle( hProcessFalse, hThreadFalse, hProcessFalse, &hThreadTrue, 0, FALSE, DUPLICATE_SAME_ACCESS );
取得进程实句柄:
DuplicateHandle( hProcessFalse, hProcessFalse, hProcessFalse, &hProcessTrue, 0, FALSE, DUPLICATE_SAME_ACCESS );
由于DuplicateHandle会递增特定对象的使用计数,因此当完成对复制对象句柄的使用时,应该将目标句柄传递给CloseHandle,从而递减对象的使用计数。

当我们创建线程的时候,如果给其传入CREATE_SUSPENDED标志,则该线程创建后被挂起,我们应使用ResumeThread恢复它:

DWORD ResumeThread(HANDLE hThread);
  如果ResumeThread函数运行成功,它将返回线程的前一个暂停计数,否则返回0x FFFFFFFF。

  对于没有被挂起的线程,程序员可以调用SuspendThread函数强行挂起之:

DWORD SuspendThread(HANDLE hThread);
  一个线程可以被挂起多次。线程可以自行暂停运行,但是不能自行恢复运行。如果一个线程被挂起n次,则该线程也必须被恢复n次才可能得以执行。
5.设置线程优先级

  当一个线程被首次创建时,它的优先级等同于它所属进程的优先级。在单个进程内可以通过调用SetThreadPriority函数改变线程的相对优先级。一个线程的优先级是相对于其所属进程的优先级而言的。

BOOL SetThreadPriority(HANDLE hThread, int nPriority);
  其中参数hThread是指向待修改优先级线程的句柄,线程与包含它的进程的优先级关系如下:

   线程优先级 = 进程类基本优先级 + 线程相对优先级

  进程类的基本优先级包括:

  (1)实时:REALTIME_PRIORITY_CLASS;

  (2)高:HIGH _PRIORITY_CLASS;

  (3)高于正常:ABOVE_NORMAL_PRIORITY_CLASS;

  (4)正常:NORMAL _PRIORITY_CLASS;

  (5)低于正常:BELOW_ NORMAL _PRIORITY_CLASS;

  (6)空闲:IDLE_PRIORITY_CLASS。
线程的相对优先级包括:

  (1)空闲:THREAD_PRIORITY_IDLE;

  (2)最低线程:THREAD_PRIORITY_LOWEST;

  (3)低于正常线程:THREAD_PRIORITY_BELOW_NORMAL;

  (4)正常线程:THREAD_PRIORITY_ NORMAL (缺省);

  (5)高于正常线程:THREAD_PRIORITY_ABOVE_NORMAL;

  (6)最高线程:THREAD_PRIORITY_HIGHEST;

  (7)关键时间:THREAD_PRIOTITY_CRITICAL。

6.睡眠

VOID Sleep(DWORD dwMilliseconds);//参数可以为0表示释放其拥有得时间片,执行下个线程
7。获得线程优先级

Int GetThreadPriority (HANDLE hThread);

对应得有一个设置线程得优先级,但正常情况下系统可以动态得调整线程得优先级,当系统希望这个线程处理窗口消息,I/O调用,或是系统发现3-4S内这个线程一直迫切得需要一个事件段时,他会将这个线程得优先级调整为15并可以运行双倍得事件片,BOOL SetProcessPriorityBoost( HANDLE hProcess, BOOL bDisableBoost );告诉系统激活或停用进行中的所有线程的优先级提高功能,对应得还有但线程函数..

8。获得线程退出码

BOOL WINAPI GetExitCodeThread(
 HANDLE hThread,
 LPDWORD lpExitCode//如果线程还在运行则返回STILL_ALIVE
);
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