作者：宋宝华 e-mail:21cnbao@21cn.com
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;
}
在线程处理代码部分通常包括一个死循环，该循环中先等待某事情的发生，再处理相关的工作：
while(1)
{
WaitForSingleObject(…,…);//
或
WaitForMultipleObjects(…)
//Do something
}
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。请看下列程序：
#include "windows.h"
#include <process.h>
class ExampleTask
{
public:
void 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;
}
程序编译时出现如下错误：
error C2664: '_beginthread' : cannot convert parameter 1 from 'void (void *)' to 'void (__cdecl *)(void *)'
None of the functions with this name in scope match the target type
再看下列程序：
#include "windows.h"
#include <process.h>
class ExampleTask
{
public:
void taskmain(LPVOID param);
};
void ExampleTask::taskmain(LPVOID param)
{
}
int main(int argc, char* argv[])
{
ExampleTask realTimeTask;
_beginthread(ExampleTask::taskmain,0,NULL);
return 0;
}
程序编译时会出错：
error C2664: '_beginthread' : cannot convert parameter 1 from 'void (void *)' to 'void (__cdecl *)(void *)'
None of the functions with this name in scope match the target type
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；
我们将上述二个程序改变为：
#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;
}
和
#include "windows.h"
#include <process.h>
class ExampleTask
{
public:
void static taskmain(LPVOID param);
};
void ExampleTask::taskmain(LPVOID param)
{
}
int main(int argc, char* argv[])
{
_beginthread(ExampleTask::taskmain,0,NULL);
return 0;
}
均编译通过。
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；
我们将程序修改为：
#include "windows.h"
#include <process.h>
class ExampleTask
{
public:
friend void taskmain(LPVOID param);
void StartTask();
};
void taskmain(LPVOID param)
{
ExampleTask * pTaskMain = (ExampleTask *) param;
//
通过
pTaskMain
指针引用
}
void ExampleTask::StartTask()
{
_beginthread(taskmain,0,this);
}
int main(int argc, char* argv[])
{
ExampleTask realTimeTask;
realTimeTask.StartTask();
return 0;
}
（
3
）可以对非静态成员函数实现回调，并访问非静态成员，此法涉及到一些高级技巧，在此不再详述。
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,//Pointer to a SECURITY_ATTRIBUTES structure
SIZE_T dwStackSize, //Initial size of the stack, in bytes.
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,
LPVOID lpParameter, //Pointer to a variable to be passed to the thread
DWORD dwCreationFlags, //Flags that control the creation of the thread
LPDWORD lpThreadId //Pointer to a variable that receives the thread identifier
);
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
，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 * ), //Start address of routine that begins execution of new thread
unsigned stack_size, //Stack size for new thread or 0.
void *arglist //Argument list to be passed to new thread or NULL
);
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；
（
2
）
_beginthread
函数初始化某些
C
运行时库变量，在线程中若需要使用
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；
（
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
！
_endthread
函数对于线程内的条件终止很有用。例如，专门用于通信处理的线程若无法获取对通信端口的控制，则会退出。
（
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。
（
4
）包含线程的进程终止。
最好使用第
1
种方式终止线程，第
2~4
种方式都不宜采用。
4.挂起与恢复线程
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
。
我们从
Win32
任务管理器中可以直观的看到这六个进程类优先级，如下图：
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
。
下图给出了进程优先级和线程相对优先级的映射关系：
例如：
HANDLE hCurrentThread = GetCurrentThread();
//
获得该线程句柄
SetThreadPriority(hCurrentThread, THREAD_PRIORITY_LOWEST);
6.睡眠
VOID Sleep(DWORD dwMilliseconds);
该函数可使线程暂停自己的运行，直到
dwMilliseconds
毫秒过去为止。它告诉系统，自身不想在某个时间段内被调度。
7.其它重要API
获得线程优先级
一个线程被创建时，就会有一个默认的优先级，但是有时要动态地改变一个线程的优先级，有时需获得一个线程的优先级。
Int GetThreadPriority (HANDLE hThread);
如果函数执行发生错误，会返回
THREAD_PRIORITY_ERROR_RETURN
标志。如果函数成功地执行，会返回优先级标志。
获得线程退出码
BOOL WINAPI GetExitCodeThread(
HANDLE hThread,
LPDWORD lpExitCode
);
如果执行成功，
GetExitCodeThread
返回
TRUE
，退出码被
lpExitCode
指向内存记录；否则返回
FALSE
，我们可通过
GetLastError()
获知错误原因。如果线程尚未结束，
lpExitCode
带回来的将是
STILL_ALIVE
。
获得
/
设置线程上下文
BOOL WINAPI GetThreadContext(
HANDLE hThread,
LPCONTEXT lpContext
);
BOOL WINAPI SetThreadContext(
HANDLE hThread,
CONST CONTEXT *lpContext
);
由于
GetThreadContext
和
SetThreadContext
可以操作
CPU
内部的寄存器，因此在一些高级技巧的编程中有一定应用。譬如，调试器可利用
GetThreadContext
挂起被调试线程获取其上下文，并设置上下文中的标志寄存器中的陷阱标志位，最后通过
SetThreadContext
使设置生效来进行单步调试。
8.实例
以下程序使用
CreateThread
创建两个线程，在这两个线程中
Sleep
一段时间，主线程通过
GetExitCodeThread
来判断两个线程是否结束运行：
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>
#include <conio.h>
DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID);
int main()
{
HANDLE hThrd1;
HANDLE hThrd2;
DWORD exitCode1 = 0;
DWORD exitCode2 = 0;
DWORD threadId;
hThrd1 = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, (LPVOID)1, 0, &threadId );
if (hThrd1)
printf("Thread 1 launched\n");
hThrd2 = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, (LPVOID)2, 0, &threadId );
if (hThrd2)
printf("Thread 2 launched\n");
// Keep waiting until both calls to GetExitCodeThread succeed AND
// neither of them returns STILL_ACTIVE.
for (;;)
{
printf("Press any key to exit..\n");
getch();
GetExitCodeThread(hThrd1, &exitCode1);
GetExitCodeThread(hThrd2, &exitCode2);
if ( exitCode1 == STILL_ACTIVE )
puts("Thread 1 is still running!");
if ( exitCode2 == STILL_ACTIVE )
puts("Thread 2 is still running!");
if ( exitCode1 != STILL_ACTIVE
&& exitCode2 != STILL_ACTIVE )
break;
}
CloseHandle(hThrd1);
CloseHandle(hThrd2);
printf("Thread 1 returned %d\n", exitCode1);
printf("Thread 2 returned %d\n", exitCode2);
return EXIT_SUCCESS;
}
/*
* Take the startup value, do some simple math on it,
* and return the calculated value.
*/
DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID n)
{
Sleep((DWORD)n*1000*2);
return (DWORD)n * 10;
}
通过下面的程序我们可以看出多线程程序运行顺序的难以预料以及
WINAPI
的
CreateThread
函数与
C
运行时库的
_beginthread
的差别：
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>
DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID);
int main()
{
HANDLE hThrd;
DWORD threadId;
int i;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
hThrd = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, (LPVOID)i, 0, &threadId);
if (hThrd)
{
printf("Thread launched %d\n", i);
CloseHandle(hThrd);
}
}
// Wait for the threads to complete.
Sleep(2000);
return EXIT_SUCCESS;
}
DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID n)
{
int i;
for (i = 0; i < 10; i++)
printf("%d%d%d%d%d%d%d%d\n", n, n, n, n, n, n, n, n);
return 0;
}
运行的输出具有很大的随机性，这里摘取了几次结果的一部分（几乎每一次都不同）：
如果我们使用标准
C
库函数而不是多线程版的运行时库，则程序可能输出“
3333444444
”这样的结果，而使用多线程运行时库后，则可避免这一问题。
下列程序在主线程中创建一个
SecondThread
，在
SecondThread
线程中通过自增对
Counter
计数到
1000000
，主线程一直等待其结束：
#include <Win32.h>
#include <stdio.h>
#include <process.h>
unsigned Counter;
unsigned __stdcall SecondThreadFunc(void *pArguments)
{
printf("In second thread...\n");
while (Counter < 1000000)
Counter++;
_endthreadex(0);
return 0;
}
int main()
{
HANDLE hThread;
unsigned threadID;
printf("Creating second thread...\n");
// Create the second thread.
hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, &SecondThreadFunc, NULL, 0, &threadID);
// Wait until second thread terminates
WaitForSingleObject(hThread, INFINITE);
printf("Counter should be 1000000; it is-> %d\n", Counter);
// Destroy the thread object.
CloseHandle(hThread);
}
本文转自 21cnbao 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/21cnbao/120734，如需转载请自行联系原作者
