[工学]13 windows多线程.ppt

Windows多线程程序设计 2008春 大纲 一、多线程编程基础 二、用win32 API的多线程编程 三、用MFC的多线程编程 四、线程同步 五、用C线程库编写线程 一、线程编程基础 并发任务的应用离不开线程， 否则世界真的不精彩！ 1.1进程与线程概念 进程：在传统的多任务系统中，“进程”是一个很重要的概念，在系统中进程是程序执行的实体，它由一组机器指令(也称为“正文”)、数据以及堆栈组成。当一个进程需要由另一个实体执行某项任务时，该进程就派生(fork)一个子进程，让子进程去进行处理。 每个进程按自己的一系列指令严格执行，各进程之间的指令空间是独立的，它只会读写自己的数据与堆栈，不能去读写另外进程的数据和堆栈。进程通过系统调用与其它进程和外界通信。 线程(thread)：是为了提高系统内程序的并发(concurrency)执行程度而提出来的概念，它是比进程更小的能够独立运行的基本单位。同一进程中的线程共享这个进程的全部资源与地址空间，除此之外，线程基本上不拥有其他任何系统资源，当然，每个线程也必须拥有自己的程序计数器(Program Counter)，寄存器堆(register file)和栈(stack)等等。即线程是一个轻量级实体(light-weight entity)，它的结构(thread structure)相对简单，在切换速度上非常得快，同一进程中的线程切换不会引起进程的切换，对于并行计算来讲，有效的利用线程能够改善计算的效率，简化计算的复杂性。 比较进程与线程 同一进程中的线程共享如下内容： 全局变量 堆数据 打开的文件句柄 用户及用户组ID 但每个线程具有独立的： 线程ID 堆栈 error变量 优先级 线程与进程的区别: 多个进程的内部数据和状态都是完全独立的,而多线程是共享一块内存空间和一组系统资源,有可能互相影响. 线程本身的数据通常只有寄存器数据，以及一个程序执行时使用的堆栈，所以线程的切换比进程切换的负担要小。多线程是在一个程序内部实作多任务的能力。 多线程的优势: 减轻编写交互频繁、涉及面多的程序的困难. 程序的吞吐量会得到改善. 由多个处理器的系统,可以并发运行不同的线程.(否则,任何时刻只有一个线程在运行) 总之，多线程有以下优点：改善应用响应时间, 提高多处理系统的效率, 改善程序结构, 开销比较小, 提高性能。经济又实惠！ 相对于java和c#，用C或C++编写多线程程序是较困难的，因为它们对数据同步的支持不充分. 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，而利用ＶＣ中提供的标准Ｃ库也可以开发多线程应用程序，相应的ＭＦＣ类库封装了多线程编程的类。 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。 为了使大家能全面地了解Windows多线程编程技术，这里重点介绍Win32 API方式下如何编制多线程程序。 多线程编程在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。当线程执行完后，自动终止线程; 当进程结束后，所有的线程都终止。 二、用win32 API的多线程编程 Win32 API函数集中提供了一些处理多线程程序的函数集。 直接用Win32 API进行程序设计具有很多优点: 基于Win32的应用程序执行代码小，运行效率高，但是它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。 用Win32 API直接编写程序要求程序员对Windows系统内核有一定的了解，会占用程序员很多时间对系统资源进行管理，因而程序员的工作效率降低。 1. 用Win32函数创建和终止线程 在应用程序的主线程或者其他活动线程中创建新的线程的函数如下： HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, //NULL,默认安全性 DWORD dwStackSize, // 0，线程实际的栈空间大小 LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, //线程函数的指针 LPVOID lpParameter, //给线程传递的参数，值或者指针，可为NULL DWORD dwCreationFlags, //附件标记，一般设为0 LPDWORD lpThreadId //接收线程ID，NT下