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作者:林俊
線程技術(shù)使不同的代碼可以同時(shí)運(yùn)行。當(dāng)然，只有在多C P U的計(jì)算機(jī)上，多個(gè)線程才能夠真正地同時(shí)運(yùn)行。然而，由于操作系統(tǒng)把C P U的時(shí)間分成很短的片段分配給每個(gè)線程，這樣給人的感覺(jué)好像是多個(gè)線程真的同時(shí)運(yùn)行。
線程的概念與1 6位環(huán)境中的多任務(wù)有很大的不同。或許曾聽(tīng)人們這樣講： Win32是一種搶占式操作系統(tǒng)，而Windows 3.1 是一種協(xié)作式的多任務(wù)環(huán)境。其關(guān)鍵區(qū)別在于：在搶占式多任務(wù)環(huán)境中，操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理哪個(gè)線程在什么時(shí)候執(zhí)行。如果當(dāng)線程1暫停執(zhí)行時(shí)，線程2才有機(jī)會(huì)獲得CPU時(shí)間，我們說(shuō)線程1是搶占的。如果某個(gè)線程的代碼陷入死循環(huán)，這并不可怕，操作系統(tǒng)仍會(huì)安排時(shí)間給其他線程。在Windows 3.1下，程序員必須保證應(yīng)用程序能夠把控制權(quán)返還給Windows。如果這一步失敗，將導(dǎo)致整個(gè)操作環(huán)境鎖死，或許你已經(jīng)有過(guò)這樣的痛苦經(jīng)歷。只要稍微想想便會(huì)明白， 16位的Windows是如此脆弱，它依賴于應(yīng)用程序的運(yùn)行情況，并且不允許程序陷入死循環(huán)或無(wú)窮遞歸以及任何封閉狀態(tài)。這是因?yàn)樗械膽?yīng)用程序都必須協(xié)助Windows工作，這種工作類型被稱為協(xié)作式多任務(wù)系統(tǒng)。
在很多情況下，需要采用多線程技術(shù)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。例如，常用的字處理軟件Word，當(dāng)輸入文字的時(shí)候，Word同時(shí)進(jìn)行拼寫(xiě)和語(yǔ)法的檢驗(yàn)，也就是將文檔中的詞語(yǔ)與詞庫(kù)中的詞語(yǔ)進(jìn)行比較，并對(duì)文檔中的語(yǔ)句進(jìn)行語(yǔ)法分析。這些操作都比較耗費(fèi)時(shí)間，但是我們?cè)谑褂肳ord的時(shí)候并沒(méi)有感覺(jué)到輸入過(guò)程有明顯的滯后現(xiàn)象。這里Word就采用了多線程技術(shù)，其中一個(gè)線程接收輸入，另一個(gè)線程進(jìn)行拼寫(xiě)和語(yǔ)法的檢驗(yàn)。
而對(duì)于在VC下編寫(xiě)多線程的程序有多種方法可以直接使用WINDOWS提供的API函數(shù)編寫(xiě)，當(dāng)然最為方便的還是使用MFC編寫(xiě)，今天我們?cè)谶@里以幾個(gè)具體的例子來(lái)說(shuō)明一下如何用MFC來(lái)編寫(xiě)多線程程序。
~~一、用戶界面線程示例：
在這個(gè)例子中我們要學(xué)會(huì)如何創(chuàng)建一個(gè)可以單獨(dú)執(zhí)行的功能，且可以和應(yīng)用程序同時(shí)運(yùn)行的線程，而且該線程需要自己的用戶界面，也就是說(shuō)用戶的操作和你程序的運(yùn)算不會(huì)有干擾。例如在文檔應(yīng)用程序中的查詢和替換功能。在這個(gè)例子中我們需要使用框架中的AfxBegin Thread()函數(shù)來(lái)創(chuàng)建用戶界面線程。這將對(duì)線程具有完全控制權(quán)，我們將創(chuàng)建自己的CWinThread派生線程類。
具體的步驟如下：
~1）創(chuàng)建新的線程類
使用Class Wizard創(chuàng)建CWinThread派生線程類。例如創(chuàng)建無(wú)模式對(duì)話框的線程類，請(qǐng)參考程序清單—用戶界面線程類。在本例中創(chuàng)建無(wú)模式對(duì)話框而不是有模式對(duì)話框的原因是，允許消息從主應(yīng)用程序連續(xù)地轉(zhuǎn)發(fā)到線程。
~2）創(chuàng)建用戶界面線程
為啟動(dòng)線程可以使用如下代碼：
C WinThread *pThread = AfxBeginThread(RUNTIME_CLASS(CWzdThread));
線程需要調(diào)用: : PostQuitMessage(arg)來(lái)終止，這里的arg參數(shù)需要用戶自己定義。應(yīng)用程序?yàn)榱双@得arg的值，可以調(diào)用如下代碼：
int arg = pThread -> GetExitCodeThread();
注意對(duì)于應(yīng)用程序直接結(jié)束線程沒(méi)有推薦的方式。線程必須自己退出并允許將自身清除。用戶需要做的是創(chuàng)建Windows消息來(lái)通知線程終止。線程通過(guò)調(diào)用::PostQuitMessage (arg)來(lái)處理消息。
~3）注意：
1、工作者線程傾向于瑣碎的處理，與它不同的是，用戶界面線程具有自己的界面而且實(shí)際上類似于運(yùn)行其他應(yīng)用程序。創(chuàng)建線程而不是其他應(yīng)用程序的好處是線程可與應(yīng)用程序共享程序空間，這樣可以簡(jiǎn)化線程與應(yīng)用程序共享數(shù)據(jù)的功能。
2、典型情況是用戶界面線程用于完成查詢和替換等功能，或者是其他不希望占用主應(yīng)用程序大量處理時(shí)間但是需要一個(gè)界面的功能或服務(wù)，或者用戶也可完全不考慮界面，將這種類型的線程用于窗口消息服務(wù)器作為一種傳遞其消息的方式，以避免使自己因占用處理時(shí)間過(guò)多而陷入困境。
3、在時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用程序(例如實(shí)時(shí)應(yīng)用程序)中，不希望因?yàn)楣ぷ髡呔�程啟動(dòng)而等待，這時(shí)可將工作者線程中的控制邏輯內(nèi)置到用戶界面線程中并提前創(chuàng)建線程。當(dāng)需要處理事務(wù)時(shí)，向用戶界面線程發(fā)送消息，此時(shí)用戶界面線程已經(jīng)運(yùn)行并且在等待指令。
程序清單：
#if !defined(AFX_WZDTHREAD_H__411AE4C2_E515_11D1_9B80_00AA003D8695__INCLUDED_)
#define AFX_WZDTHREAD_H__411AE4C2_E5151_1D1_9B80_00AA003D8695_ _INCLUDED _
#if _MSC_VER >= 1000
#pragma once
#endif
#include "WzdDialog.h"
class CWzdThread : public CinThread
{
DECLARE_DYNCREATE( CWzdThread )
protected:
CWzdThread();
public :
virtual BOOL InitInstance();
virtual int ExitInstance();
protected:
virtual ~CWzdThread();
DECLARE_MESSAGE_MAP()
private:
CWzdDialog m_dlg;
} ;
#include "stdafx.h"
#include "wzd.h"
#include "WzdThread.h"
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
# end if
IMPLEMENT_DYNCREATE( CWzdThread, CWinThread )
CWzdThread::CWzdThread()
{}
BOOL CWzdThread::InitInstance()
{
m_dlg.Create( IDD_WZD_DIALOG );
m_dlg.Show Window( SW_SHOW );
m_pMainWnd = &m_dlg;
return TRUE;
}
int CWzdThread::ExitInstance()
{
m_dlg.DestroyWindow( );
return CWinThread : : ExitInstance( );
}
BEGIN_MESSAGE_MAP( CWzdThread, CWinThread )
END_MESSAGE_MAP()
~~二、線程間的數(shù)據(jù)共享示例：
在本例中演示了在幾個(gè)線程之間進(jìn)行程序數(shù)據(jù)共享和通訊，同時(shí)避免由于兩個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)相同的數(shù)據(jù)而引發(fā)的沖突。在本例中使用了三種MFC類：CMutex、CSingleLock和CMultiLock來(lái)同步多個(gè)線程對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)類的同時(shí)訪問(wèn)。
具體步驟：
首先我們要先在線程中確定共享的數(shù)據(jù)類。在每個(gè)類定義中嵌入CMutex對(duì)象，如下所示：
class CWzdData : public CObject
{
: : :
CMutex m_mutex;
: : :
} ;
如果數(shù)據(jù)類沒(méi)有訪問(wèn)其數(shù)據(jù)的成員函數(shù)，這一步將添加它們。這些函數(shù)如下所示:
void CWzdData::GetData( int *pInt,float *pFloat,DWORD *pWord )
{
*pInt = m_nInt;
*pFloat = m_fFloat;
*pWord = m_dwWord;
}
void CWzdData::SetData(int nInt,float fFloat,DWORD dwWord)
{
m_nInt = nInt;
m_fFloat = fFloat;
m_dwWord = dwWord;
}
在引用已嵌入CMutex變量的SetData()函數(shù)堆棧上創(chuàng)建CSingleLock類的實(shí)例。使用CSingleLock的Lock()函數(shù)避免在函數(shù)內(nèi)部對(duì)數(shù)據(jù)多重訪問(wèn)，如下所示：
BOOL CWzdData::SetData( int nInt,float fFloat,DWORD dwWord)
{
CSingleLock slock(&m_mutex);
if (slock.Lock( 1000)) // 時(shí)間以毫秒記,
{
m_nInt = nInt;
m_fFloat = fFloat;
m_dwWord = dwWord ;
return TRUE;
}
return FALSE;
這段代碼需要注意的是如果其他的線程同時(shí)訪問(wèn)這個(gè)數(shù)據(jù)， Lock()將立刻返回。否則， Lock()在指定的毫秒數(shù)內(nèi)等待，直到超時(shí)并返回FALSE。如果在這個(gè)類中保存的數(shù)據(jù)與其他類中保存的數(shù)據(jù)相關(guān)，則在兩個(gè)類中嵌入CMutex變量，兩邊都用CMultiLock等待，如下所示：
CMutex mutex[2];
mutex[0] = &mutex1;
mutex[1] = &mutex2;
CMultiLock mlock( mutex,2 ); // where 2 is the number of mutexes
if (mlock.Lock(1000))
{ }
CreateMutex()函數(shù)的功能并不僅僅只是追蹤應(yīng)用程序的實(shí)例。在該實(shí)例中只是簡(jiǎn)單使用其中的部分功能。
具體的程序?qū)崿F(xiàn)代碼如下：
#ifndef WZDDATA _ H
#define WZDDATA _ H
#include
class CWzdData : public CObject
{
public:
DECLARE_SERIAL( CWzdData )
CWzdData();
BOOL GetData(int *pInt,float *pFloat,DWORD *pWord);
BOOL SetData(int nInt,float fFloat,DWORD dwWord);
CMutex m_mutex;
int m_nInt;
float m_fFloat;
DWORD m_dwWord ;
} ;
#endif
#include "stdafx.h"
#include "WzdData.h"
IMPLEMENT_SERIAL( CWzdData, CObject, 0 )
CWzdData::CWzdData()
{
m_nInt = 0;
m_fFloat = 0.0f;
m _ d w Word = 0;
BOOL CWzdData::GetData( int *pInt,float *pFloat,DWORD *pWord )
{
CSingleLock slock( &m_mutex );
if (slock.Lock(1000))
{
*pInt = m_nInt;
*pFloat = m_fFloat;
*pWord = m_dwWord;
return TRUE;
}
return FALSE;
這里以兩個(gè)較為簡(jiǎn)單的多線程程序說(shuō)明了一下如何使用MFC編寫(xiě)多線程程序，其實(shí)對(duì)于多線程程序的編寫(xiě)還有很多的技巧，這就需要大家自己多學(xué)多練了。
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