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MFC 界面线程和工作者线程

2012-09-27 12:05 288 查看
每个系统都有线程,而线程的最重要的作用就是并行处理,提高软件的并发率。针对界面来说,还能提高界面的响应力。

 线程分为界面线程和工作者线程,界面实际就是一个线程画出来的东西,这个线程维护一个“消息队列”,“消息队列”也是界面线程和工作者线程的最大区别,这个词应该进到你的脑子里,根深蒂固的!

如果在界面线程的某个地方停住,这说明它处理不了窗口消息了,所以有时候我们就会看到整个界面无响应了。这种问题后面会提供一个叫 WaitForObjectEx 的函数来解决,我们后面再谈。

线程首先就是它的创建,创建是用下面这个函数:CreateThread; 具体的参数我不说了,自己查MSDN。其中的 Thread1 是线程函数。线程函数是一个全局函数,如下:

DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpParam)

{

  while(1)

 {

  OutputDebugString("11111");

  Sleep(10);

 }

 return 0;

}

// 下面这一句是创建线程

CreateThread(NULL, 0, Thread1, 0, 0, NULL);

当然我们不能让一个线程自生自灭,那样有可能在你退出程序的时候出现一些莫名其妙的问题,或者丢失一些数据,或者给你弹一个崩溃的对话框等等。。。

所以我们就要对这个线程进行管理,首先就是让它退出。

我们给它的while加上一个 BOOL 变量 g_bExitThread的判断,这样的话,线程函数就变成下面这样:

DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpParam)

{

  while(!g_bExitThread)

 {

  OutputDebugString("11111");

  Sleep(10);

 }

 return 0;

}

然后在需要它退出的时候把g_bExitThread设为TRUE,表示,喂,兄弟,你该退出了。

当然我们还要知道它是否成功退出了,因为线程句柄是一个内核对象,所以我们就要用到Windows的WaitForSingleObject来等待了。创建的时候和等待它退出的代码就要改变了,多了一个 HANDLE g_hTrd的变量:

// 创建

g_bExitThread = FALSE;

g_hTrd = CreateThread(NULL, 0, Thread1, 0, 0, NULL);

// 等待线程结束

g_bExitThread = TRUE;

 if(g_hTrd != NULL)

 {

  DWORD dwRet = WaitForSingleObject(g_hTrd, 5000);

  if(dwRet == WAIT_OBJECT_0)

  {

   AfxMessageBox("Thread exit success!");

  }

  else

  {

   DWORD dwRet = 0;

   GetExitCodeThread(g_hTrd, &dwRet);

   TerminateThread(g_hTrd, dwRet);

   AfxMessageBox("Thread exit, but not all ok!");

  }
  CloseHandle(g_hTrd);

  g_hTrd = NULL;

 }

上面说了在界面线程里等待别的线程结束,也就是使用 WaitForSingleObject 的时候会阻塞整个窗口消息的处理,所以我们如果在界面线程里要等待别的内核对象时,我们要采用这种“等一下,处理一下界面消息”的方法。我已经写好了一个 WaitForObjectEx 的函数,如下:

// 此函数只能用于界面线程

static DWORD WaitForObjectEx( HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds )

{

 BOOL bRet;

 MSG msg;

 INT iWaitRet;

 int nTimeOut = 0;

 while( (bRet = ::GetMessage( &msg, NULL, 0, 0 )) != 0)

 {

  if(nTimeOut++ * 20 >= dwMilliseconds)

   break;

  iWaitRet = WaitForSingleObject(hHandle, 20);

  if(iWaitRet != WAIT_TIMEOUT)

  {

   break;

  }

  if (bRet == -1)

  {

   break;

  }

  else

  {

   ::TranslateMessage(&msg);

   ::DispatchMessage(&msg);

  }

 }

 return iWaitRet;

}

很多时候,我们不想把线程作为一个全局函数来使用,所以这个时候我们把线程作为一个类的静态成员对象来写。当然也不能少了刚才的两个变量:退出标志和线程句柄。(设这个类是CTestThreadDlg)

// H 文件 

BOOL m_bExitThread;

 HANDLE m_hTrd;

 static DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpParam);

// CPP文件,创建的时候把 this 指针传进去,因为类静态成员函数不能访问类的非静态成员,没有this指针
//(C++的知识点)

 m_bExitThread = FALSE;

 m_hTrd = CreateThread(NULL, 0, Thread1, this, 0, NULL);

线程函数变成了:

 DWORD WINAPI CTestThreadDlg::Thread1(LPVOID lpParam)

 {

  CTestThreadDlg *pDlg = (CTestThreadDlg*)lpParam;

  while(!pDlg->m_bExitThread)

  {

   OutputDebugString("11111");

  

   Sleep(10);

  }

  return 0;

 }

当有几个线程一起跑的时候,我们就要注意线程的同步问题了,线程的同步一般来说,是在多个线程共用了资源的时候。比如两个线程都用到了同一个VECTOR,都对VECTOR进行插入操作,不幸的是,VECTOR不是线程安全的,这个时候程序就会崩溃,所以我们就要对VECTOR这个资源做同步,同步的意思是“我访问的时候,你等待”。程序大致如下:

DWORD WINAPI CTestThreadDlg::Thread1(LPVOID lpParam)

 {

  CTestThreadDlg *pDlg = (CTestThreadDlg*)lpParam;

  while(!pDlg->m_bExitThread)

  {

   OutputDebugString("11111");

 

   pDlg->m_csForVec.Lock();

   pDlg->m_vecTest.push_back("111");

   pDlg->m_csForVec.Unlock();

 

   Sleep(10);

  }

  return 0;

 }

DWORD WINAPI CTestThreadDlg::Thread2(LPVOID lpParam)

{

 CTestThreadDlg *pDlg = (CTestThreadDlg*)lpParam;

 while(!pDlg->m_bExitThread2)

 {

  OutputDebugString("222");

  pDlg->m_csForVec.Lock();

  pDlg->m_vecTest.push_back("222");

  pDlg->m_csForVec.Unlock(); 

  Sleep(10);

 }

 return 0;

}

m_csForVec 是一个CCriticalSection变量,这个同步对象和其他的同步变量(事件、信号量、互斥区等)有一些不一样,例如只能在同一个进程的线程间访问、在操作系统的用户态访问,其他的必须进入核心态。
4000
所以这样导致了这种关键区的核心对象的速度要比其他的快100倍左右。。。

上面已经说了线程的创建、管理(退出线程、等待线程)、同步等,那我们发现了什么共性呢?作为一个程序员,我们要很敏感的发现这些代码上的共性,这是我们设计代码的主要前提。

首先我们发现上面的线程都有两个变量: 

BOOL m_bExitThread;  // 让线程退出的标志

 HANDLE m_hTrd;  // 线程句柄

另外我们WaitForSingleObject 的时候不能无限等待,所以要多一个 DWORD m_dwWaitTimeOut;

由于我想把线程启动和结束封装起来,所以我设计了这几个接口:

 BOOL Start(LPVOID lpParam);  //  启动线程,线程所需要的参数从这里传进

 BOOL End(); // 结束线程

 virtual void Run(); // 重写Run函数

所以整个的线程封装成以下的类:

// MyThread.h

#ifndef MY_THREAD_H

#define MY_THREAD_H

class CMyThread

{

public:

 CMyThread();

 virtual ~CMyThread();

 BOOL Start(LPVOID lpParam);

 BOOL End();

 virtual void Run();

protected:

 static DWORD WINAPI Thread(LPVOID lpParam);

 void RunOnceEnd();

 DWORD m_dwWaitTimeOut;

 BOOL m_bExitThread;

 HANDLE m_hTrd;

 LPVOID m_lpParam;

};

#endif

// MyThread.Cpp

#include "stdafx.h"

#include "MyThread.h"

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// CMyThread

CMyThread::CMyThread()

{

 m_bExitThread = FALSE;

 m_hTrd = NULL;

 m_dwWaitTimeOut = 5000;

}

CMyThread::~CMyThread()

{

}

BOOL CMyThread::Start(LPVOID lpParam)

{

 m_lpParam = lpParam;

 m_bExitThread = FALSE;

 m_hTrd = CreateThread(NULL, 0, Thread, this, 0, NULL);

 return TRUE;

}

BOOL CMyThread::End()

{

 m_bExitThread = TRUE;

 if(m_hTrd != NULL)

 {

  DWORD dwRet = WaitForSingleObject(m_hTrd, m_dwWaitTimeOut);

  if(dwRet == WAIT_OBJECT_0)

  {

   AfxMessageBox("Thread exit success!");

  }

  else

  {

   DWORD dwRet = 0;

   GetExitCodeThread(m_hTrd, &dwRet);

   TerminateThread(m_hTrd, dwRet);

   AfxMessageBox("Thread fucking exit!");

  }

  CloseHandle(m_hTrd);

  m_hTrd = NULL;

 }

 

 return TRUE;

}

DWORD WINAPI CMyThread::Thread(LPVOID lpParam)

{

 CMyThread *pTrd = (CMyThread *)lpParam;

 

 while(!pTrd->m_bExitThread)

 {

  pTrd->Run();

 }

 return 0;

}

void CMyThread::RunOnceEnd()

{

 m_bExitThread = TRUE;

 CloseHandle(m_hTrd);

 m_hTrd = NULL;

}

void CMyThread::Run()

{

}

我们需要写我们自己的线程的时候就重载一下这个Run函数

// 派生出一个类

class CMyThread1 : public CMyThread

{

public:

 virtual void Run();

};

// 改写Run函数

void CMyThread1::Run()

{

 CTestThreadDlg *pDlg = (CTestThreadDlg *)m_lpParam;

 OutputDebugString("222");

 

 pDlg->m_csForVec.Lock();

 pDlg->m_vecTest.push_back("222");

 pDlg->m_csForVec.Unlock(); 

 

 Sleep(10);

 // 如果此线程只想运行一次,加上下面这句

 RunOnceEnd();

}

然后我们之前的两个线程的使用就变成了下面的形式:

CMyThread1 g_t1, g_t2, g_t3;

void CTestThreadDlg::OnButton3()

{

 g_t1.Start(this);

 g_t2.Start(this);

 g_t3.Start(this); 

}

void CTestThreadDlg::OnButton4()

{

 g_t1.End();

 g_t2.End();

 g_t3.End();  

}

只需要以下几步:

1、派生自己的线程类

2、重载Run函数

3、调用Start启动线程

4、调用End结束线程

http://blog.csdn.net/dylgsy/article/details/2176160

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4d6c5b5e01000986.html

工作线程与界面进程

在MFC程序中创建一个线程,宜调用AfxBeginThread函数。该函数因参数不同而具有两种重载版本,分别对应工作者线程和用户接口(UI)线程,关于UI线程和工作者线程的分配,最好的做法是:将所有与UI相关的操作放入主线程,其它的纯粹的运算工作交给独立的数个工作者线程。

用户接口(UI)线程:主要是用于处理用户的输入并响应各种事件和消息,他是由CWinThread派生出来的

工作者线程:进行程序的后台任务,如计算调度等,它不需要重CWinThread类派生出来进行创建,它其实就是一个函数,这个函数完成该线程并行的工作,由其它语句调用这个线程启动。

 工作者线程

CWinThread *AfxBeginThread(

 AFX_THREADPROC pfnThreadProc, //控制函数

 LPVOID pParam, //传递给控制函数的参数

 int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL, //线程的优先级

 UINT nStackSize = 0, //线程的堆栈大小

 DWORD dwCreateFlags = 0, //线程的创建标志

 LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL //线程的安全属性

);

  工作者线程编程较为简单,只需编写线程控制函数和启动线程即可。下面的代码给出了定义一个控制函数和启动它的过程:

//线程控制函数

UINT MfcThreadProc(LPVOID lpParam)

{

 CExampleClass *lpObject = (CExampleClass*)lpParam;  //定义一个函数指针来指向调用AfxBeginThread的命令所在的类

 if (lpObject == NULL || !lpObject->IsKindof(RUNTIME_CLASS(CExampleClass)))

  return - 1; //输入参数非法

 //线程成功启动

 while (1)

 {

  ...//

 }

 return 0;

}
 

eg:

建立基于对话框的工程,建立控制函数:ThreadProc.h和ThreadProc.cpp以及建立一个基于CWinThread的类CMyUI;

Cmytest17Dlg.CPP:

void Cmytest17Dlg::OnBnClickedButton1()

{

 // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码

        CMyUI *m_pMyUIThread;  //UI线程

 CWinThread *myThread;

 m_pMyUIThread = (CMyUI *) AfxBeginThread(RUNTIME_CLASS(CMyUI));  //开始一个UI线程

 m_pMyUIThread->PostThreadMessage(WM_MYMSG_ONE,NULL,NULL);        //对UI线程发送消息

        myThread = AfxBeginThread((AFX_THREADPROC) ThreadPro,this);      //开始一个工作者线程

 myThread = NULL;

        m_pMyUIThread = NULL;

 

}

ThreadProc.h

UINT ThreadPro(LPVOID wParam);

ThreadProc.cpp

#include "stdafx.h"

#include "ThreadProc.h"

#include "mytest17Dlg.h"

#include "MyUI.h"

UINT ThreadPro(LPVOID wParam)

{

 Cmytest17Dlg *pDlg = (Cmytest17Dlg *) wParam;

 pDlg->m_pMyUIThread->PostThreadMessage(WM_MYMSG_ONE,NULL,NULL);

 AfxEndThread(0);  //执行完在这里结束线程序

 return 1;

}

MyUI.h

pragma once

#define WM_MYMSG_ONE   (WM_USER + 1)  //定义两个消息

#define WM_MYMSG_TWO   (WM_USER + 2)

// CMyUI

class CMyUI : public CWinThread

{

 DECLARE_DYNCREATE(CMyUI)

protected:

 CMyUI();           // 动态创建所使用的受保护的构造函数

 virtual ~CMyUI();

public:

 virtual BOOL InitInstance();

 virtual int ExitInstance();

 afx_msg void MsgOneProc(UINT wParam, LONG lParam);   //定义消息处理函数,头要用afx_msg  参数要用UINT wParam, LONG //lParam

 afx_msg void MsgTwoProc(UINT wParam, LONG lParam);

protected:

 DECLARE_MESSAGE_MAP()

};

MyUI.CPP

#include "stdafx.h"

#include "mytest17.h"

#include "MyUI.h"

// CMyUI

void CMyUI::MsgOneProc(UINT mParam, LONG lParam)   //前面不用加afx_msg

{

 AfxMessageBox("this is message process one",MB_OK);

 return;

}

void CMyUI::MsgTwoProc(UINT mParam, LONG lParam)

{

 AfxMessageBox("this is message process two",MB_OK);

 return;

}

IMPLEMENT_DYNCREATE(CMyUI, CWinThread)

CMyUI::CMyUI()

{

}

CMyUI::~CMyUI()

{

 AfxEndThread(0);

}

BOOL CMyUI::InitInstance()

{

 // TODO: 在此执行任意逐线程初始化

 return TRUE;

}

int CMyUI::ExitInstance()

{

 // TODO: 在此执行任意逐线程清理

 return CWinThread::ExitInstance();

}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CMyUI, CWinThread)

 ON_THREAD_MESSAGE(WM_MYMSG_ONE,MsgOneProc)   //消息映射表:前面加ON_THREAD_MESSAGE(消息名,消息处理函数)

 ON_THREAD_MESSAGE(WM_MYMSG_TWO,MsgTwoProc)   //注意这里是ON_THREAD_MESSAGE

END_MESSAGE_MAP()
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