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《多核程序设计》实验指导书之二

实验2.1Windows32ThreadAPI线程程序设计

实验目的

1．掌握Windows32ThreadAPI特点和基本使用方法；

2．掌握如何采用Windows32ThreadAPI将串行程序转换成多线程程序；

3．掌握Windows32ThreadAPI中互斥机制的使用方式；

实验要求

1．熟练掌握C++语言；

2、掌握VisualStudio*.NET*集成开发环境的使用；

3、掌握Windows32ThreadAPI开发多线程程序；

4、掌握Windows32ThreadAPI中互斥机制的使用方式

实验内容

1.新建一个Win32控制台应用程序，附加选项选择空项目，添加一个源文件，将2-1文件夹里HelloThreads下的main.cpp的内容拷贝到源文件中；

2.对main.cpp中函数进行修改，要求输出线程创建顺序（例如：HelloThread0,HelloThread1,HelloThread2等等）；

注意：利用CreateThread()循环变量作为每个线程的执行顺序唯一标识

3.编译并多次运行程序，记录线程执行顺序，分析线程程序执行顺序是否不可预见及其产生原因

4.将2-1文件夹里Pi.cpp的代码拷贝到一个项目中，编译并运行程序；

5.对此串行代码使用Windows32ThreadAPI进行线程化，要求4线程实现，且每次迭代计算仅由一个线程完成；

6.使用CRITICAL_SECTION机制和Semaphors机制对多线程共享变量进行互斥操作，避免数据竞争。

本实验我们要学习windows多线程编程的基本知识，如线程创建、线程等待等，同时要掌握如何使用win32的线程同步机制来实现线程的同步。

创建线程：

HANDLECreateThread{

LPSECURITY_ATTRIBUTESlpThreadAttributes,

SIZE_TdwStackSize,

LPTHREAD_START_ROUTINElpStartAddress,

LPVOIDlpParameter,

DWORD dwCreationFlags,

LPDWORDlpThreadId

};

参数

lpThreadAttrubutes 描述施行于这一新线程的security属性，NULL表示使用缺省值

dwStackSize 新线程初始的保留堆栈的大小，0表示使用缺省大小：1MB

lpStartAddress 新线程将开始的起始地址，这是一个函数指针

lpParameter 此值将被传送到上述所指定之新线程函数去，作为参数

dwCreationFlags 产生一个暂时挂起的线程，为0表示“立即开始执行”

lpThreadId 新线程的ID会被传回到这里

线程等待：

DWORDWaitForMultipleObject(DWORDnCount,

CONSTHANDLE*lpHandle,

BOOLbWaitAll,

DWORDdwMilliseconds);

该函数可以用来同时监测多个对象

参数

nCount 表示lpHandle所指之handles数组的元素个数

lpHandle 指向一个由对象handles所组成的数组，这些handles不需要为相同的类型

bWaitAll bWaitAll为true时，表示所有的handles都必须激发函数才返回，否则此函数将在任何一个handle激发时就返回

dwMilliseconds 表示一个时间长度，当该时间长度达到时，即使没有任何handles激发，此函数也会返回。可设置为0或INFINITE

Win32线程同步实现

全局变量

事件：当程序中一个线程的运行需要等待另外一个线程中一项特定操作的完成才能继续执行时，就可以使用事件对象来通知等待线程某个条件已满足；

临界区：临界区是一种防止多个线程同时执行一个特定代码段的机制如果有多个线程试图同时访问临界区，那么在有一个线程进入后其他所有试图访问此临界区的线程奖被挂起，并一直持续到进入临界区的线程离开临界区使用于多个线程操作之间没有先后顺序但要求互斥的同步。在进程使用之前调用如下函数对对象进行初始化：

VOIDInitializeCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION);

当一个线程使用临界区时，调用函数EnterCriticalSection或者TryEnterCriticalSection；

当要求占用、退出临界区时，调用函数LeaveCriticalSection，释放对临界区对象的占用