從單線程到多線程之線程控制

WIN32線程控制主要實現線程的創建、終止、掛起和恢復等操作,這些操作都依賴於WIN32提供的一組API和具體編譯器的C運行時庫函數。

  1.線程函數

  在啓動一個線程之前,必須爲線程編寫一個全局的線程函數,這個線程函數接受一個32位的LPVOID作爲參數,返回一個UINT,線程函數的結構爲:

UINT ThreadFunction(LPVOID pParam)
{
 //線程處理代碼
 return0;
}

 一般來說,C++的類成員函數不能作爲線程函數。這是因爲在類中定義的成員函數,編譯器會給其加上this指針。

如果一定要以類成員函數作爲線程函數,通常有如下解決方案:

  (1)將該成員函數聲明爲static類型,去掉this指針;

#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;
}

將成員函數聲明爲靜態雖然可以解決作爲線程函數的問題,但是它帶來了新的問題,那就是static成員函數只能訪問static成員。解決此問題的一種途徑是可以在調用類靜態成員函數(線程函數)時將this指針作爲參數傳入,並在改線程函數中用強制類型轉換將this轉換成指向該類的指針,通過該指針訪問非靜態成員。


(2)不定義類成員函數爲線程函數,而將線程函數定義爲類的友元函數。這樣,線程函數也可以有類成員函數同等的權限;

(3)可以對非靜態成員函數實現回調,並訪問非靜態成員.

2.創建線程

  進程的主線程由操作系統自動生成,Win32提供了CreateThread API來完成用戶線程的創建,該API的原型爲:

HANDLE CreateThread(
 LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,//如果傳遞NULL該線程使用默認安全屬性。如果希望所有的子進程能夠繼承該線程對象的句柄,必須將它的bInheritHandle成員被初始化爲TRUE。 SIZE_T dwStackSize, //設定線程堆棧的地址空間。如果非0,函數將所有的存儲器保留並分配給線程的堆棧。如果是0,CreateThread就保留一個區域,並且將鏈接程序嵌入.exe文件的/STACK鏈接程序開關信息指明的存儲器容量分配給線程堆棧。 LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,
 LPVOID lpParameter, //傳遞給線程函數的參數
 DWORD dwCreationFlags, //如果是0,線程創建後立即進行調度。如果是CREATE_SUSPENDED,系統對它進行初始化後暫停該線程的運行
 LPDWORD lpThreadId // 用來存放系統分配給新線程的ID
);
如果使用C/C++語言編寫多線程應用程序,一定不能使用操作系統提供的CreateThread API,因爲使用CreateThread 可能產生內存泄漏,而應該使用C/C++運行時庫中的_beginthread(或_beginthreadex),其函數原型爲:

uintptr_t _beginthread(
 void( __cdecl *start_address )( void * ), //函數地址
 unsigned stack_size, //新線程堆的長度

 void *arglist //參數
);
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函數與Win32 API 中的CreateThread函數類似,但有如下差異:

  (1)通過_beginthread函數我們可以利用其參數列表arglist將多個參數傳遞到線程; 將要傳遞得參數放到一個自定義結構中,將這個結構得指針傳遞過去,在線程中強制轉換過來就OK

  (2)_beginthread 函數初始化某些 C 運行時庫變量,在線程中需要使用 C 運行時庫。

3.終止線程

  線程的終止有如下四種方式:

  (1)線程函數返回,最好得線程關閉方法;

  (2)線程自身調用ExitThread 函數即終止自己,其原型爲:

VOID ExitThread(UINT fuExitCode );


  它將參數fuExitCode設置爲線程的退出碼。

  注意:如果使用C/C++編寫代碼,我們應該使用C/C++運行時庫函數_endthread (_endthreadex)終止線程,決不能使用ExitThread!因爲他不能是C++資源即使得撤銷
(3)同一進程或其他進程的線程調用TerminateThread函數,其原型爲:

BOOL TerminateThread(HANDLE hThread,DWORD dwExitCode);


  該函數用來結束由hThread參數指定的線程,並把dwExitCode設成該線程的退出碼。當某個線程不再響應時,我們可以用其他線程調用該函數來終止這個不響應的線程,他是一個異步函數,線程真正得關閉與否還要進行測試,切知道進程關閉,否則線程得堆棧不會釋放。

(4) 進程結束。

PS:儘量使用_beginthreadex,因爲_beginthread函數參數少,限制多。無法創建暫停的線程,無法取得線程ID。_endthread函數無參數,線程退出代碼必須爲0。還有_endthread函數內部關閉了線程的句柄,一旦退出將不能正確訪問線程句柄。

HANDLE GetCurrentProcess(  );
HANDLE GetCurrentThread(  );
這兩個函數都能返回調用線程的進程的僞句柄或線程內核對象的僞句柄。僞句柄只能在當前的進程或線程中使用,在其它線程或進程將不能訪問。函數並不在創建進程的句柄表中創建新句柄。調用這些函數對進程或線程內核對象的使用計數沒有任何影響。如果調用CloseHandle,將僞句柄作爲參數來傳遞,那麼CloseHandle就會忽略該函數的調用並返回FALSE。
DWORD GetCurrentProcessId(  );
DWORD GetCurrentThreadId(  );
這兩個函數使得線程能夠查詢它的進程的唯一ID或它自己的唯一ID。

取得線程實句柄:
DuplicateHandle( hProcessFalse, hThreadFalse, hProcessFalse, &hThreadTrue, 0, FALSE, DUPLICATE_SAME_ACCESS );
取得進程實句柄:
DuplicateHandle( hProcessFalse, hProcessFalse, hProcessFalse, &hProcessTrue, 0, FALSE, DUPLICATE_SAME_ACCESS );
由於DuplicateHandle會遞增特定對象的使用計數,因此當完成對複製對象句柄的使用時,應該將目標句柄傳遞給CloseHandle,從而遞減對象的使用計數。


當我們創建線程的時候,如果給其傳入CREATE_SUSPENDED標誌,則該線程創建後被掛起,我們應使用ResumeThread恢復它:

DWORD ResumeThread(HANDLE hThread);


  如果ResumeThread函數運行成功,它將返回線程的前一個暫停計數,否則返回0x FFFFFFFF。

  對於沒有被掛起的線程,程序員可以調用SuspendThread函數強行掛起之:

DWORD SuspendThread(HANDLE hThread);


  一個線程可以被掛起多次。線程可以自行暫停運行,但是不能自行恢復運行。如果一個線程被掛起n次,則該線程也必須被恢復n次纔可能得以執行。
5.設置線程優先級

  當一個線程被首次創建時,它的優先級等同於它所屬進程的優先級。在單個進程內可以通過調用SetThreadPriority函數改變線程的相對優先級。一個線程的優先級是相對於其所屬進程的優先級而言的。

BOOL SetThreadPriority(HANDLE hThread, int nPriority);

  其中參數hThread是指向待修改優先級線程的句柄,線程與包含它的進程的優先級關係如下:

   線程優先級 = 進程類基本優先級 + 線程相對優先級

  進程類的基本優先級包括:

  (1)實時:REALTIME_PRIORITY_CLASS;

  (2)高:HIGH _PRIORITY_CLASS;

  (3)高於正常:ABOVE_NORMAL_PRIORITY_CLASS;

  (4)正常:NORMAL _PRIORITY_CLASS;

  (5)低於正常:BELOW_ NORMAL _PRIORITY_CLASS;

  (6)空閒:IDLE_PRIORITY_CLASS。
線程的相對優先級包括:

  (1)空閒:THREAD_PRIORITY_IDLE;

  (2)最低線程:THREAD_PRIORITY_LOWEST;

  (3)低於正常線程:THREAD_PRIORITY_BELOW_NORMAL;

  (4)正常線程:THREAD_PRIORITY_ NORMAL (缺省);

  (5)高於正常線程:THREAD_PRIORITY_ABOVE_NORMAL;

  (6)最高線程:THREAD_PRIORITY_HIGHEST;

  (7)關鍵時間:THREAD_PRIOTITY_CRITICAL。

6.睡眠

VOID Sleep(DWORD dwMilliseconds);//參數可以爲0表示釋放其擁有得時間片,執行下個線程

7。獲得線程優先級

Int GetThreadPriority (HANDLE hThread);

對應得有一個設置線程得優先級,但正常情況下系統可以動態得調整線程得優先級,當系統希望這個線程處理窗口消息,I/O調用,或是系統發現3-4S內這個線程一直迫切得需要一個事件段時,他會將這個線程得優先級調整爲15並可以運行雙倍得事件片,BOOL SetProcessPriorityBoost( HANDLE hProcess, BOOL bDisableBoost );告訴系統激活或停用進行中的所有線程的優先級提高功能,對應得還有但線程函數..

8。獲得線程退出碼

BOOL WINAPI GetExitCodeThread(
 HANDLE hThread,
 LPDWORD lpExitCode//如果線程還在運行則返回STILL_ALIVE
);
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