C++多線程編程（二）MFC中多線程開發

多線程編程之二——MFC中的多線程開發

作者：韓耀旭

原文地址：http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=1706

五、MFC對多線程編程的支持

　　MFC中有兩類線程，分別稱之爲工作者線程和用戶界面線程。二者的主要區別在於工作者線程沒有消息循環，而用戶界面線程有自己的消息隊列和消息循環。
　　工作者線程沒有消息機制，通常用來執行後臺計算和維護任務，如冗長的計算過程，打印機的後臺打印等。用戶界面線程一般用於處理獨立於其他線程執行之外的用戶輸入，響應用戶及系統所產生的事件和消息等。但對於Win32的API編程而言，這兩種線程是沒有區別的，它們都只需線程的啓動地址即可啓動線程來執行任務。
　　在MFC中，一般用全局函數AfxBeginThread()來創建並初始化一個線程的運行，該函數有兩種重載形式，分別用於創建工作者線程和用戶界面線程。兩種重載函數原型和參數分別說明如下：

(1) CWinThread* AfxBeginThread(AFX_THREADPROC pfnThreadProc,
                      LPVOID pParam,
                      nPriority=THREAD_PRIORITY_NORMAL,
                      UINT nStackSize=0,
                      DWORD dwCreateFlags=0,
                      LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs=NULL);

PfnThreadProc:指向工作者線程的執行函數的指針，線程函數原型必須聲明如下：

UINT ExecutingFunction(LPVOID pParam);

請注意，ExecutingFunction()應返回一個UINT類型的值，用以指明該函數結束的原因。一般情況下，返回0表明執行成功。

pParam：傳遞給線程函數的一個32位參數，執行函數將用某種方式解釋該值。它可以是數值，或是指向一個結構的指針，甚至可以被忽略；
nPriority：線程的優先級。如果爲0，則線程與其父線程具有相同的優先級；
nStackSize:線程爲自己分配堆棧的大小，其單位爲字節。如果nStackSize被設爲0，則線程的堆棧被設置成與父線程堆棧相同大小；
dwCreateFlags：如果爲0，則線程在創建後立刻開始執行。如果爲CREATE_SUSPEND，則線程在創建後立刻被掛起；
lpSecurityAttrs：線程的安全屬性指針，一般爲NULL；

 (2) CWinThread* AfxBeginThread(CRuntimeClass* pThreadClass,
                      int nPriority=THREAD_PRIORITY_NORMAL,
                      UINT nStackSize=0,
                      DWORD dwCreateFlags=0,
                      LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs=NULL);

　　pThreadClass 是指向 CWinThread 的一個導出類的運行時類對象的指針，該導出類定義了被創建的用戶界面線程的啓動、退出等；其它參數的意義同形式1。使用函數的這個原型生成的線程也有消息機制，在以後的例子中我們將發現同主線程的機制幾乎一樣。

下面我們對CWinThread類的數據成員及常用函數進行簡要說明。

m_hThread：當前線程的句柄；
m_nThreadID:當前線程的ID；
m_pMainWnd：指向應用程序主窗口的指針

BOOL CWinThread::CreateThread(DWORD dwCreateFlags=0,
UINT nStackSize=0,
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs=NULL);

　　該函數中的dwCreateFlags、nStackSize、lpSecurityAttrs參數和API函數CreateThread中的對應參數有相同含義，該函數執行成功，返回非0值，否則返回0。
　　一般情況下，調用AfxBeginThread()來一次性地創建並啓動一個線程，但是也可以通過兩步法來創建線程：首先創建CWinThread類的一個對象，然後調用該對象的成員函數CreateThread()來啓動該線程。

virtual BOOL CWinThread::InitInstance();

　　重載該函數以控制用戶界面線程實例的初始化。初始化成功則返回非0值，否則返回0。用戶界面線程經常重載該函數，工作者線程一般不使用InitInstance()。

virtual int CWinThread::ExitInstance();

　　在線程終結前重載該函數進行一些必要的清理工作。該函數返回線程的退出碼，0表示執行成功，非0值用來標識各種錯誤。同InitInstance()成員函數一樣，該函數也只適用於用戶界面線程。

六、MFC多線程編程實例

　　在Visual C++ 6.0編程環境中，我們既可以編寫C風格的32位Win32應用程序，也可以利用MFC類庫編寫C++風格的應用程序，二者各有其優缺點。基於Win32的應用程序執行代碼小巧，運行效率高，但要求程序員編寫的代碼較多，且需要管理系統提供給程序的所有資源；而基於MFC類庫的應用程序可以快速建立起應用程序，類庫爲程序員提供了大量的封裝類，而且Developer Studio爲程序員提供了一些工具來管理用戶源程序，其缺點是類庫代碼很龐大。由於使用類庫所帶來的快速、簡捷和功能強大等優越性，因此除非有特殊的需要，否則Visual C++推薦使用MFC類庫進行程序開發。

我們知道，MFC中的線程分爲兩種：用戶界面線程和工作者線程。我們將分別舉例說明。

用 MFC 類庫編程實現工作者線程

例程5 MultiThread5

爲了與Win32 API對照，我們使用MFC 類庫編程實現例程3 MultiThread3。

建立一個基於對話框的工程MultiThread5，在對話框IDD_MULTITHREAD5_DIALOG中加入一個編輯框IDC_MILLISECOND，一個按鈕IDC_START，標題爲“開始” ，一個進度條IDC_PROGRESS1；
打開ClassWizard，爲編輯框IDC_MILLISECOND添加int型變量m_nMilliSecond，爲進度條IDC_PROGRESS1添加CProgressCtrl型變量m_ctrlProgress；
在MultiThread5Dlg.h文件中添加一個結構的定義：
```
struct threadInfo
{
	UINT nMilliSecond;
	CProgressCtrl* pctrlProgress;
};
```
線程函數的聲明：
```
UINT ThreadFunc(LPVOID lpParam); 
```
注意，二者應在類CMultiThread5Dlg的外部。

在類CMultiThread5Dlg內部添加protected型變量：
```
CWinThread* pThread; 
```

在MultiThread5Dlg.cpp文件中進行如下操作：定義公共變量：

threadInfo Info;

雙擊按鈕IDC_START，添加相應消息處理函數：

void CMultiThread5Dlg::OnStart() 
{
	// TODO: Add your control notification handler code here

	UpdateData(TRUE);
	Info.nMilliSecond=m_nMilliSecond;
	Info.pctrlProgress=&m_ctrlProgress;

	pThread=AfxBeginThread(ThreadFunc,
		&Info);
}

在函數BOOL CMultiThread3Dlg::OnInitDialog()中添加語句：

{
	……
	
	// TODO: Add extra initialization here
	m_ctrlProgress.SetRange(0,99);
	m_nMilliSecond=10;
	UpdateData(FALSE);
	return TRUE;  // return TRUE  unless you set the focus to a control
}

添加線程處理函數：

UINT ThreadFunc(LPVOID lpParam)
{
	threadInfo* pInfo=(threadInfo*)lpParam;
	for(int i=0;i<100;i++)
	{
		int nTemp=pInfo->nMilliSecond;

		pInfo->pctrlProgress->SetPos(i);

		Sleep(nTemp);
	}
	return 0;
}

用 MFC 類庫編程實現用戶界面線程

創建用戶界面線程的步驟：

使用ClassWizard創建類CWinThread的派生類（以CUIThread類爲例）

class CUIThread : public CWinThread
{
	DECLARE_DYNCREATE(CUIThread)
protected:
	CUIThread();           // protected constructor used by dynamic creation

// Attributes
public:

// Operations
public:

// Overrides
	// ClassWizard generated virtual function overrides
	//{{AFX_VIRTUAL(CUIThread)
	public:
	virtual BOOL InitInstance();
	virtual int ExitInstance();
	//}}AFX_VIRTUAL

// Implementation
protected:
	virtual ~CUIThread();

	// Generated message map functions
	//{{AFX_MSG(CUIThread)
		// NOTE - the ClassWizard will add and remove member functions here.
	//}}AFX_MSG

	DECLARE_MESSAGE_MAP()
};

重載函數InitInstance()和ExitInstance()。
```
BOOL CUIThread::InitInstance()
{
	CFrameWnd* wnd=new CFrameWnd;
	wnd->Create(NULL,"UI Thread Window");
	wnd->ShowWindow(SW_SHOW);
	wnd->UpdateWindow();
	m_pMainWnd=wnd;
	return TRUE;
}
```
創建新的用戶界面線程
```
void CUIThreadDlg::OnButton1() 
{
	CUIThread* pThread=new CUIThread();
	pThread->CreateThread();
}
```
請注意以下兩點：

A、在UIThreadDlg.cpp的開頭加入語句：
```
#include "UIThread.h"
```
B、把UIThread.h中類CUIThread()的構造函數的特性由 protected 改爲 public。
　　用戶界面線程的執行次序與應用程序主線程相同，首先調用用戶界面線程類的InitInstance()函數，如果返回TRUE，繼續調用線程的Run()函數，該函數的作用是運行一個標準的消息循環，並且當收到WM_QUIT消息後中斷，在消息循環過程中，Run()函數檢測到線程空閒時（沒有消息），也將調用OnIdle()函數，最後Run()函數返回，MFC調用ExitInstance()函數清理資源。
　　你可以創建一個沒有界面而有消息循環的線程，例如：你可以從CWinThread派生一個新類，在InitInstance函數中完成某項任務並返回FALSE，這表示僅執行InitInstance函數中的任務而不執行消息循環，你可以通過這種方法，完成一個工作者線程的功能。

例程6 MultiThread6

建立一個基於對話框的工程MultiThread6，在對話框IDD_MULTITHREAD6_DIALOG中加入一個按鈕IDC_UI_THREAD，標題爲“用戶界面線程”
右擊工程並選中“New Class…”爲工程添加基類爲CWinThread派生線程類CUIThread。
給工程添加新對話框IDD_UITHREADDLG，標題爲“線程對話框”。
爲對話框IDD_UITHREADDLG創建一個基於CDialog的類CUIThreadDlg。使用ClassWizard爲CUIThreadDlg類添加WM_LBUTTONDOWN消息的處理函數OnLButtonDown，如下：
```
void CUIThreadDlg::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point) 
{
	AfxMessageBox("You Clicked The Left Button!");
	CDialog::OnLButtonDown(nFlags, point);
}
```

在UIThread.h中添加

#include "UIThreadDlg.h"

並在CUIThread類中添加protected變量CUIThread m_dlg：

class CUIThread : public CWinThread
{
	DECLARE_DYNCREATE(CUIThread)
protected:
	CUIThread();           // protected constructor used by dynamic creation

// Attributes
public:

// Operations
public:

// Overrides
	// ClassWizard generated virtual function overrides
	//{{AFX_VIRTUAL(CUIThread)
	public:
	virtual BOOL InitInstance();
	virtual int ExitInstance();
	//}}AFX_VIRTUAL

// Implementation
protected:
	CUIThreadDlg m_dlg;
	virtual ~CUIThread();

	// Generated message map functions
	//{{AFX_MSG(CUIThread)
		// NOTE - the ClassWizard will add and remove member functions here.
	//}}AFX_MSG

	DECLARE_MESSAGE_MAP()
};

分別重載InitInstance()函數和ExitInstance()函數：

BOOL CUIThread::InitInstance()
{
	m_dlg.Create(IDD_UITHREADDLG);
	m_dlg.ShowWindow(SW_SHOW);
	m_pMainWnd=&m_dlg;
	return TRUE;
}

int CUIThread::ExitInstance()
{
	m_dlg.DestroyWindow();
	return CWinThread::ExitInstance();
}

雙擊按鈕IDC_UI_THREAD，添加消息響應函數：

void CMultiThread6Dlg::OnUiThread() 
{
	CWinThread *pThread=AfxBeginThread(RUNTIME_CLASS(CUIThread));
}

並在MultiThread6Dlg.cpp的開頭添加：

#include "UIThread.h"

　　好了，編譯並運行程序吧。每單擊一次“用戶界面線程”按鈕，都會彈出一個線程對話框，在任何一個線程對話框內按下鼠標左鍵，都會彈出一個消息框。

（未完待續）

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