C++多线程编程笔记

Windows系统为我们提供了相关API，我们可以使用它们来进行多线程编程。

创建线程的函数：

HANDLE CreateThread( 
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SD
    SIZE_T dwStackSize,                       // initial stack size
    LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,    // thread function
    LPVOID lpParameter,                       // thread argument
    DWORD dwCreationFlags,                    // creation option
    LPDWORD lpThreadId                        // thread identifier
);

最简单的C++多线程程序：

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;

DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParameter)
{
    while (1)
    {
        cout<<"Fun Display!"<<endl;
        Sleep(1000);
    }
}

int main()
{
    HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
    CloseHandle(hThread);
    while (1)
    {
        cout<<"Main Display!"<<endl;
        Sleep(1000);
    }
    return 0;
}

运行上面的程序会发现有些时候输出了换行，有些时候则没有输出换行，也有的时候输出了两个换行。这是因为多线程的程序是并发地运行的，多个线程之间如果共用了一些资源的话，并不能保证这些资源都能被正确地利用，因为资源并不是独占的。可以对程序做如下两种改进：

• 使用互斥体

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;

HANDLE hMutex;

DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParameter)
{
    while (1)
    {
        WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
        cout<<"Fun Display!"<<endl;
        Sleep(1000);
        ReleaseMutex(hMutex);
    }

    return 0;
}

int main()
{
    HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
    hMutex = CreateMutex(NULL, false, "screen");
    CloseHandle(hThread);
    while (1)
    {
        WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
        cout<<"Main display!"<<endl;
        Sleep(1000);
        ReleaseMutex(hMutex);
    }

    return 0;
}

• 使用临界区

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;

CRITICAL_SECTION cs;

DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParameter)
{
    while (1)
    {
        EnterCriticalSection(&cs);
        cout<<"Fun Display!"<<endl;
        Sleep(1000);
        LeaveCriticalSection(&cs);
    }

    return 0;
}

int main()
{
    HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
    InitializeCriticalSection(&cs);
    CloseHandle(hThread);
    while (1)
    {
        EnterCriticalSection(&cs);
        cout<<"Main display!"<<endl;
        Sleep(1000);
        LeaveCriticalSection(&cs);
    }

    return 0;
}

Win32 提供了一系列的API函数来完成线程的创建、挂起、恢复、终结以及通信等工作。

HANDLE CreateThread(
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,                  
    DWORD dwStackSize, 
    LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,                  
    LPVOID lpParameter,                  
    DWORD dwCreationFlags,                  
    LPDWORD lpThreadId
); 

该函数在其调用进程的进程空间里创建一个新的线程，并返回已建线程的句柄，其中各参数说明如下：

• lpThreadAttributes：指向一个 SECURITY_ATTRIBUTES 结构的指针，该结构决定了线程的安全属性，一般置为 NULL；
• dwStackSize：指定了线程的堆栈深度，一般都设置为0；
• lpStartAddress：表示新线程开始执行时代码所在函数的地址，即线程的起始地址。一般情况为(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadFunc，ThreadFunc 是线程函数名；
• lpParameter：指定了线程执行时传送给线程的32位参数，即线程函数的参数；
• dwCreationFlags：控制线程创建的附加标志，可以取两种值。如果该参数为0，线程在被创建后就会立即开始执行；如果该参数为CREATE_SUSPENDED,则系统产生线程后，该线程处于挂起状态，并不马上执行，直至函数ResumeThread被调用；
• lpThreadId：该参数返回所创建线程的ID； 如果创建成功则返回线程的句柄，否则返回NULL。

DWORD SuspendThread(HANDLE hThread); 

该函数用于挂起指定的线程，如果函数执行成功，则线程的执行被终止。

DWORD ResumeThread(HANDLE hThread); 

该函数用于结束线程的挂起状态，执行线程。

VOID ExitThread(DWORD dwExitCode); 

该函数用于线程终结自身的执行，主要在线程的执行函数中被调用。其中参数dwExitCode用来设置线程的退出码。

BOOL TerminateThread(HANDLE hThread,DWORD dwExitCode); 

一般情况下，线程运行结束之后，线程函数正常返回，但是应用程序可以调用TerminateThread强行终止某一线程的执行。各参数含义如下：

• hThread：将被终结的线程的句柄；
• dwExitCode：用于指定线程的退出码。

使用TerminateThread()终止某个线程的执行是不安全的，可能会引起系统不稳定；虽然该函数立即终止线程的执行，但并不释放线程所占用的资源。因此，一般不建议使用该函数。

BOOL PostThreadMessage(
    DWORD idThread,    
    UINT Msg, 
    WPARAM wParam,    
    LPARAM lParam
); 

该函数将一条消息放入到指定线程的消息队列中，并且不等到消息被该线程处理时便返回。

• idThread：将接收消息的线程的ID；
• Msg：指定用来发送的消息；
• wParam：同消息有关的字参数；
• lParam：同消息有关的长参数；

调用该函数时，如果即将接收消息的线程没有创建消息循环，则该函数执行失败。