【Windows线程开发】线程基础

简介: 【Windows线程开发】线程基础

一.线程基本概念

Windows线程是可以执行的代码的实例,系统是以线程为单位调度程序。一个程序中可以有多个线程,实现多任务的处理。

  • Windows线程的特点:
  1. 每个线程都具有一个ID
  2. 每个线程都具有自己的内存栈
  3. 同一进程中的线程使用同一个地址空间
  • 线程的调度:
    将CPU的执行时间划分成时间片,依次根据时间片执行不同的线程
    线程轮询:线程A->线程B->线程A…

二.创建线程

HANDLE CreateThread(
  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,//指向SECURITY_ATTRIBUTES结构的指针,该结构确定返回的句柄是否可以由子进程继承
  SIZE_T dwStackSize,//堆栈的初始化大小(以字节为单位)
  LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,//指向由进程执行的应用程序定义函数的指针
  LPVOID lpParmeter,//指向要传递给线程的变脸指针
  DWORD dwCreationFlags,//控制线程创建的标志
  LPDWORD lpThreadID //指向接收线程标识(ID)的变量指针
);

参数说明:

上述参数为微软官方文档中的说法,可能有些不理解,这里我用通俗的语言来向大家解释:

lpThreadAttributes::安全属性

dwStackSize:线程栈的大小,这里的线程栈的大小是以1兆对齐的

lpStartAddress:线程处理函数的函数地址

lpParameter:传递给线程处理函数的参数(这里我们想传给线程处理函数什么参数,我就就可以填什么参数,但是要注意类型的转换

dwCreationFlags:线程的创建方式(立即创建或挂起等)

lpThreadID:这里我们只需要填上变量的地址,该函数会自动填入线程ID

返回值:如果创建成功,则返回线程句柄

DWORD WINAPI ThreadProc(
  LPVOID lpParameter   //创建线程事,传递给线程处理函数的参数
);

三.线程实例(单线程,多线程)

单线程执行

我们来通过一段代码来看看单线程执行:

// 线程.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//
#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
DWORD WINAPI TreadProc(LPVOID lpParameter);
int main()
{
    //创建线程
    char a[] = "1111111111111111111";
    int ID1 = 0;
    HANDLE hTread1 = CreateThread(NULL, 1, TreadProc, a, 0, (LPDWORD)ID1);
    return 0;
}
DWORD WINAPI TreadProc(LPVOID lpParameter) {
    while (1) {
        cout << lpParameter << endl;
        Sleep(1000);
    }
}

我们来执行这一段代码:

发现出现了错误,线程处理函数根本没有执行,或者说我们根本没有看到。

我们来分析一下问题所在:

我们不难发现,在创建了进程之后,主进程退出了,所以说我们创建的线程也退出了,我们可以使用一个阻塞函数getchar()来观察:

// 线程.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//
#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
DWORD WINAPI TreadProc(LPVOID lpParameter);
int main()
{
    //创建线程
    char a[] = "Hello World";
    int ID1 = 0;
    HANDLE hTread1 = CreateThread(NULL, 1, TreadProc, a, 0, (LPDWORD)ID1);
    getchar();
    return 0;
}
DWORD WINAPI TreadProc(LPVOID lpParameter) {
    char* a = (char*)lpParameter;
    while (1) {
        cout << a << endl;
        Sleep(1000);
    }
}

这样我们就能看到单线程的执行了:

多线程执行

我们创建多个线程来看看多线程的执行:

// 线程.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//
#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
DWORD WINAPI TreadProc(LPVOID lpParameter);
int main()
{
    //创建线程
    char a[] = "111111111111";
    int ID1 = 0;
    HANDLE hTread1 = CreateThread(NULL, 1, TreadProc, a, 0, (LPDWORD)ID1);
    char b[] = "222222222222";
    int ID2 = 0;
    HANDLE hTread2 = CreateThread(NULL, 1, TreadProc, b, 0, (LPDWORD)ID2);
    char c[] = "333333333333";
    int ID3 = 0;
    HANDLE hTread3 = CreateThread(NULL, 1, TreadProc, c, 0, (LPDWORD)ID3);
    getchar();
    return 0;
}
DWORD WINAPI TreadProc(LPVOID lpParameter) {
    char* a = (char*)lpParameter;
    while (1) {
        cout << a << endl;
        Sleep(1000);
    }
}

我们来看看执行效果:

四.挂起,销毁线程

  • 挂起线程
    我们在创建线程的时候,可以设置创建方式为CREATE_SUSPENDED也可以挂起线程
DWORD SuspendTread(
  HANDLE hThread    //线程句柄
);
  • 唤醒线程
DWORD ResumeThread(
  HANDLE hThread   //线程句柄
);
  • 结束指定线程
BOOL TerminateThread(
  HANDLE hThread,        //线程句柄
  DWORD dwExitCode       //退出代码
);
  • 结束函数所在线程
VOID ExitThread(
  DWORD dwExitCode       //退出代码
);

我们来写一个简单的双线程,一个处于挂起状态,一个处于执行状态,当跳过getchar() 函数后,交换两个线程的状态,以此来展示挂起线程和结束线程:

// 线程.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//
#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
DWORD WINAPI TreadProc(LPVOID lpParameter);
int main()
{
    //创建线程
    char a[] = "111111111111";
    int ID1 = 0;
    HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 1, TreadProc, a, 0, (LPDWORD)ID1);
    char b[] = "222222222222";
    int ID2 = 0;
    HANDLE hThread2 = CreateThread(NULL, 1, TreadProc, b,CREATE_SUSPENDED, (LPDWORD)ID2);
    getchar();
    SuspendThread(hThread1);
    ResumeThread(hThread2);
    getchar();
    return 0;
}
DWORD WINAPI TreadProc(LPVOID lpParameter) {
    char* a = (char*)lpParameter;
    while (1) {
        cout << a << endl;
        Sleep(1000);
    }
}

我们来看看执行效果:

五.线程相关操作

  • 获取当前线程ID
    GetCurrentThreadID()函数
  • 获取当前线程句柄
    GetCurrentThread()函数
  • 等候单个句柄有信号
    这里介绍一下可等候句柄:只有当一个句柄有有信号和无信号两种状态时,才可以称为可等候信号
    例:线程句柄:当线程执行时,为无信号状态,当线程结束时,为有信号状态
VOID WaitForSingleObject(
  HANDLE handle,             //句柄BUFF地址(对象的句柄)
  DWORD dwMilliseconds       //最长等候时间,当设置为INIFINITE时,永无超时
);

MSDN官方文档解释WaitForSingleObject函数

当无信号时,该函数为阻塞函数。

WaitForMultipleObjects(
  DWORD nCount,               //句柄数量
  CONST HANDLE *lpHandles,    //句柄数组地址
  BOOL bWaitAll,              //等候方式
  DWORD dwMilliseconds        //最大等候时间(如果设定为INFINITE,则永无超时
);
bWaitAll--等候方式:
 TRUE:所有句柄有信号才结束等候
 FALSE:所有句柄中只要有一个有信号,就结束等候


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