C++多线程编程.doc

一、引言

 Windows 系统平台经历了从 16 位到 32 位的转变后，系统运行方式和任务管理方式

有了很大的变化，在 Windows 95 和 Windows NT 中，每个 Win32 程序在独立的进程空间

上运行，32 位地址空间使我们从 16 位段式结构的 64K 段限制中摆脱出来，逻辑上达到了

4G 的线性地址空间。这样，我们在设计程序时就不再需要考虑编译的段模式，同时还提高

了大程序的运行效率。独立进程空间的另一个更大的优越性是大大提高了系统的稳定性，

一个应用程序的异常错误不会影响其它的应用程序，这对于现在的桌面环境尤为重要。r

　　在 Windows 的一个进程内，包含一个或多个线程。线程是指进程的一条执行路径，它

　　32 位 Windows 环境下的 Win32 API 提供了多线程应用程序开发所需要的接口函数，

但 Win16 和 Win32 对多线程应用并不支持，利用 Visual C++ 5.0 中提供的标准 C 库也可以

开发多线程应用程序，而相应的 MFC4.21 类库则封装了多线程编程的类，因而用户在开发

时可根据应用程序的需要和特点选择相应的工具。r

　　如果用户的应用程序需要有多个任务同时进行相应的处理，则使用多线程是较理想的

选择。例如，就网络文件服务功能的应用程序而言，若采用单线程编程方法，则需要循环

检查网络的连接、磁盘驱动器的状况，并在适当的时候显示这些数据，必须等到一遍查询

后才能刷新数据的显示。对使用者来说，延迟可能很长。而在应用多线程的情况下可将这

些任务分给多个线程，一个线程负责检查网络，另一个线程管理磁盘驱动器，还有一个线

程负责显示数据，三个线程结合起来共同完成文件服务，使用者也可以及时看到网络的变

环境里，用户既可以编写 C 风格的 32 位 Win32 应用程序，也可以利用 MFC 类库编写 C++

风格的应用程序，二者各有其优点：基于 Win32 的应用程序执行代码小巧，运行效率高，

但要求程序员编写的代码较多，且需要管理所有系统提供给程序的资源；而基于 MFC 类

库的应用程序可以快速建立起应用程序，类库为程序员提供了大量的封装类，而且

Developer Studio 为程序员提供了一些工具来管理用户源程序，其缺点是类库代码很庞大，

应用程序的执行代码离不开这些代码。由于使用类库所带来的快速、简捷和功能强大等优

越性，因此，除非有特殊的需要，否则 Visual C++提倡使用 MFC 类库进行应用程序开发。

r

　　多线程的编程在 Win32 方式下和 MFC 类库支持下的原理是一致的，进程的主线程在

任何需要的时候都可以创建新的线程。当线程执行完任务后，自动中止线程；当进程结束

区等。首先，在应用程序的主线程或者其它活动线程的适当地方创建新的线程。创建线程

的函数如下：r

　　HANDLE CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, DWORD

dwStackSize, LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, LPVOID lpParameter,

DWORD dwCreationFlags, LPDWORD lpThreadId );

　　其中，参数 lpThreadAttributes 指定了线程的安全属性，在 Windows 95 中被忽略；

dwStackSize 指定了线程的堆栈深度；lpStartAddress 指定了线程的起始地址，一般情况

为下面的原型函数：DWORD WINAPI ThreadFunc( LPVOID );lpParameter 指定了线程执

行时传送给线程的 32 位参数，即上面函数的参数；dwCreationFlags 指定了线程创建的特

性； lpThreadId 指向一个 DWORD 变量，可返回线程 ID 值。r

　　当线程的函数返回后，线程自动中止。如果在线程的执行过程中中止的话，则可调用

函数：r

　　VOID ExitThread( DWORD dwExitCode);

　　如果在线程的外面中止线程的话，则可调用下面的函数：r

　　BOOL TerminateThread( HANDLE hThread, DWORD dwExitCode );

　　但应注意：该函数可能会引起系统不稳定，而且线程所占用的资源也不释放。因此，

一般情况下，建议不要使用该函数。r

则可按照通常单线程的方法进行编程。但是，在多线程处理时情况常常不是这样，线程之

两个线程都要访问同一个结果变量。这时如果不进行冲突控制的话，则很可能显示的是不

正确的结果。r

　　对共享资源进行访问引起冲突是不可避免的，但我们可用以下办法来进行操作控制：r

　　(1) 通过设置线程的互斥体对象，在可能冲突的地方进行同步控制。r

　　首先，建立互斥体对象，得到句柄：r

　　HANDLE CreateMutex( );

　　然后，在线程可能冲突区域的开始（即访问共享资源之前），调用

WaitForSingleObject 将句柄传给函数，请求占用互斥体对象：r

　　(2) 设置信号：在操作共享资源前，打开信号；完成操作后，关闭信号。这类似于互斥

体对象的处理。r

　　HANDLE OpenSemaphore( );

　　ReleaseSemaphore();

线程数。当一个线程申请访问成功后，信号对象中的计数器减一；调用

于等于创建时指定的最大值。利用信号对象，我们不仅可以控制共享资源的访问，还可以

在应用的初始化时候使用。假定一个应用在创建一个信号对象时，将其计数器的初始值设

为 0，这样就阻塞了其它线程，保护了资源。待初始化完成后，调用 ReleaseSemaphore

函数将其计数器增加至最大值，进行正常的存取访问。r

　　(3) 利用事件对象的状态，进行线程对共享资源的访问。r

　　用 ResetEvent 函数设置事件对象状态为不允许线程通过；用 SetEvent 函数设置事件

对象状态为可以允许线程通过。r

　　事件分为手工释放和自动释放。如果是手工释放，则按照上述两函数处理事件的状态；

如果是自动释放，则在一个线程结束后，自动清除事件状态，允许其它线程通过。r

虽然此时上面介绍的三种方法均可使用，但是，使用排斥区的方法则使同步管理的效率更

初始化，调用如下函数：r

　　VOID InitializeCriticalSection( LPCRITICAL_SECTION );

　　当一个线程使用排斥区时，调用函数：r

　　EnterCriticalSection 或者 TryEnterCriticalSection

　　互斥体对象、信号对象和事件对象也可以用于进程间的线程同步操作。在用 Win32 函

数创建了对象时，我们可以指定对象的名字，还可以设置同步对象在子进程的继承性。创

句柄。r

　　排斥区异步执行的线程同步方法只能用于同一进程的线程之间共享资源处理，但是这

MFC 类库，则可利用已经封装成 C++类结构的同步对象，使我们的编程更加简捷。r

　　三、基于 MFC 的多线程编程r

　　在 Visual C++ 5.0 附带的 MFC 4.21 类库中，也提供了多线程编程的支持，基本原理

与上面所讲的基于 Win32 函数的设计一致，但由于 MFC 对同步对象作了封装，因此对用

线程情况下，MFC 中直接提供了用户接口线程的设计。r

　　在 MFC 中，线程分为两种：用户接口线程和辅助线程。用户接口线程常用于接收用

户的输入，处理相应的事件和消息。在用户接口线程中，包含一个消息处理循环，其中

CWinApp 就是一个典型的例子，它从 CWinThread 派生出来，负责处理用户输入产生的事

件和消息。辅助线程常用于任务处理（比如计算）不要求用户输入，对用户而言，它在后

执行线程。而 MFC 则针对不同的用户需要作了分类。如果我们需要编写多个有用户接口

　　我们知道：基于 MFC 的应用程序有一个应用对象，它是 CWinApp 派生类的对象，该

对象代表了应用进程的主线程。当线程执行完(通常是接收到 WM_QUIT 消息)并退出线程