Windows中线程的基础知识和简单应用----Thread的生死

2023-10-25 04:48

本文主要是介绍Windows中线程的基础知识和简单应用----Thread的生死,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

四月份开始了一个新项目,需要启用多线程。以前也做过这样的项目,但那时刚从学校出来,也不知道什么,瞎写一通反正是搞出来了。今天,又要 “重操旧业”。呵呵,虽今非昔比,却也不敢小视。懂得多了,也就更加清楚其中的复杂性。因为这个项目不能在公司测试,最好能写得严谨、周到,免得到现场还要进行大量的修改。于是,翻出几本“秘集”,重温,准备要大干一场。

翻出箱底的教科书,线程只在进程的最后一小节中介绍,总共也就是4页。这4页中把和线程相关的概念差不多都讲了一遍,并且很简练。也难怪当时总不得要领,如此复杂的东西却要在这4页中“尽显风采”,理解起来却是要费一番功夫。不过要是应付考试,那就应该另当别论了。

谈到线程就不能不说说进程了。进程是一个正在运行的程序实例,它包含资源和内存。当一进程被执行,它就自动创建一个线程,这就是主线程,然后这个主线程可以创建其他的线程。进程是活泼的,它是靠线程来执行包含在其中的代码。我们也可以说,进程不执行任何东西,它只是包含线程的容器。如果一个进程中存在N个线程,那么这N个线程共享进程中的所有资源。所以,进程内的线程对象可以共享该进程中的资源,使得统一进程中的多线程可以很方便的进行通信。

线程包含两个部分,一个是内核对象,操作系统可以通过它来对线程进行管理;另一个是线程堆栈,用于维护线程在执行代码时所需要的所有函数的参数。

很多人会有这样一个疑问,为什么没有多进程呢?首先,线程是基本调度单稳,占用的资源少,可以共享系统资源;其次,这就是进程中的资源不可共享,这也是最重要的。

在当今的软件中,多线程的使用无处不在。文档编写软件,用户在不断的键入字符,软件在不停在检查拼写和语法错误;在刻录软件中,软件后台在进行刻录工作,用户仍然可以对该软件进行操作。事实上,上述两个软件都在使用了多线程技术,一个线程负责对语言进行错误检查,一个线程负责刻录工作。如果没有多线程存在,那么用户只能等待软件检查完语言错误后,才能键入新的单词,或者用户只有等待刻录结束后才能对刻录软件进行操作。

那么,是不是所有的软件都需要多线程呢,是不是使用多线程后,软件的执行速度是不是就有了很大的提高呢。实际上并不是这样的。引用《深入浅出MFC》中的一句话,“多线程并不能让程序执行的比较快(除非是在多CPU的机器上,并且使用支持Symmetric multiprocessingde的操作系统),只是能够让程序比较[有反应]”。

 

Win32操作系统中可以用CreateThread函数来创建一个线程。

HANDLE CreateThread(

  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,

  SIZE_T dwStackSize,

  LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,

  LPVOID lpParameter,

  DWORD dwCreationFlags,

  LPDWORD lpThreadId

);

当这个函数被调用时,系统会创建一个线程内核对象。线程内核对象不是线程本身,而是操作系统用来管理线程的较小的数据结构。系统从进程的地址空间中分配内存,供线程的堆栈来使用。

 

lpThreadAttributesSECURITY_ATTRIBUTES结构体指针,负责该线程内核的安全属性。多数情况下传如NULL
dwStackSize设置该线程拥有多少的地址空间作为自己的堆栈。默认值是1MB当线程堆栈溢出时,系统会抛出异常。所以,在分配线程堆栈时,需要小心使用。
lpStartAddress 想要线程执行的线程函数的地址。这个线程函数需要特定的格式,形如:DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID pvParam)
lpParameter 传给线程函数的参数。这个参数就是上述线程函数中的参数LPVOID pvParam
dwCreationFlags 设置用于创建线程的其他标志。这个标识可以控制该线程被创建后是立即运行还是处于暂停状态。
lpThreadId系统分配给线程的ID。线程ID可以作为该线程在操作系统内的唯一标识。

 

 

        CreateThread执行成功后会传回线程的句柄。这个句柄被称为核心对象。我

们通过它可以对这个线程进行操作。

        由于线程ID可以作为线程在操作系统中的唯一标识,自然而然的就能想到

可以通过线程ID来取得线程的句柄。但实际上是做不到的,这是出于对安全性

的考了而采取的保护措施。

 

现在让我们来看一个例子:

首先,构建出两个线程函数,如下:

DWORD WINAPI ThreadFunc_One(LPVOID pPram)

{

    _cwprintf(_T("%s/n"), _T("Hello, I am frist thread."));

    return 0;

}

 

DWORD WINAPI ThreadFunc_Two(LPVOID pPram)

{

    _cwprintf(_T("%s/n"), _T("Hello, I am Second thread."));

    return 0;

}

然后,我们在main函数中创建两个线程,如下:

HANDLE hHand_One = ::CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc_One, NULL, TRUE, 0);

HANDLE hHand_Two = ::CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc_Two, NULL, TRUE, 0);

噢儿了,运行一下程序。会产生什么样的结果呢?……

……………

……………

……………

 

-

一个和期待一样的结果,很满意啊。

让我们再运行一次。

……………

....................

……………

 

-

%@#…….&%^#$.........v_v 这是啥东东啊。并不是弄错了吧。

再来一次!

……………

....................

……………

 

-

%@#…….&%^#$.........*_* 又是这样的东东。

再来!

再来!

再来!

%@#…….&%^#$.........@_@ 无语了!

 

这就是线程的特点,随机性,无序性。所以,在使用多线程的时候,一定要协调,

为我所用,不然创建几个线程后,就变成一团乱麻了。至于如何进行线程的管理,

以后再说。

生有出,死有地。线程是咋死的呢?

线程还是很不错的小东西。当它完成自己应完成的使命后,就结束了自己的生命。但是,不是任何时候都能善死善终。如何是线程立即毙命(有点暴力)呢,我们需要两个函数来完成这个使命。ExitThreadTerminateThread这两个函数就是线程的杀手。

VOID WINAPI ExitThread(DWORD dwExitCode)
BOOL WINAPI TerminateThread(HANDLE hThread,DWORD dwExitCode)

使用这两个函数来结束线程的生命,不仅暴力,而且也不是很好的方法。

ExitThread函数可以立即终止创建的线程,并使操作系统清空线程占用操作系统的资源。但是,不能却不能清空类对象。

TerminateThread函数可以终止任何线程。由于该函数是异步调用的,所以当函数返回后,不能确保线程已经被终止。并且,在被终止线程的进程结束前,操作系统不能释放被终止线程的线程堆栈。

所以,这两个函数轻易不要使用,最好就不调用。杀手必须要雪藏 o(_)o…。做为开发人员一定要尽量保证线程能自动终止,而非用外力来结束线程的生命。

 

线程结束了生命后,我们还要做一件事情。就是撤销它的户口。调用CloseHandl函数,告诉操作系统准备撤销这个线程对象。

BOOL WINAPI CloseHandle(HANDLE hObject);

于是操作系统将会把该线程内核对象的计数器降低1。当线程核心对象的引用计数器降到0时,这个线程对象就被真的的清除了。

 

实际上在创建线程的时候,线程对象的引用计数器的默认值是2。当线程函数执行结束返回后,引用计数器的值降1,调用CloseHandle函数后,引用计数器的值再降1

 

当然,我们也可以在CreateThread函数创建成功后,就调用CloseHandle函数通知操作系统在该线程函数返回后立即释放。

     

在使用CreateThread函数创建函数的时候,dwCreationFlags标志位一直都设置为TRUE,那么当线程被创建的出来后就立即开始执行。但很多时候我们不希望线程立刻执行,那么就需要在创建线程的时候设置dwCreationFlags标志位为CREATE_SUSPENDED。这时候,线程创建结束后立即进入暂停状态,等待被唤醒。

 

实际在线程核心对象上存在一个线程暂停计数器。这个计数器记录着该线程的暂停计数值,只有当该值为0时,线程才被唤醒执行。当CreateThread创建线程的时候,这个暂停计数为1。线程初始化完成之后,看是判断创建者是否传入了CREATE_SUSPENDED标识。如果没有传入,那么该计数器值递减为0

 

线程处于暂停状态时,可以使用ResumeThread函数来唤醒线程。这个函数成功运行后,可以使线程暂停计数器的值减1

DWORD WINAPI ResumeThread(HANDLE hThread);
ResumeThread函数成对的是SuspendThread函数。它可以使正在运行的线程暂停。但是,
使用SuspendThread函数时要小心,因为它很容易造成死锁导致程序异常。
DWORD WINAPI SuspendThread(HANDLE hThread);

 

 

这篇关于Windows中线程的基础知识和简单应用----Thread的生死的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/280121

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