當(dāng)前流行的Windows操作系統(tǒng)能同時(shí)運(yùn)行幾個(gè)程序(獨(dú)立運(yùn)行的程序又稱之為進(jìn)程)，對(duì)于同一個(gè)程序，它又可以分成若干個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行流，我們稱之為線程，線程提供了多任務(wù)處理的能力。用進(jìn)程和線程的觀點(diǎn)來研究軟件是當(dāng)今普遍采用的方法，進(jìn)程和線程的概念的出現(xiàn)，對(duì)提高軟件的并行性有著重要的意義。現(xiàn)在的大型應(yīng)用軟件無一不是多線程多任務(wù)處理，單線程的軟件是不可想象的。因此掌握多線程多任務(wù)設(shè)計(jì)方法對(duì)每個(gè)程序員都是必需要掌握的。本實(shí)例針對(duì)多線程技術(shù)在應(yīng)用中經(jīng)常遇到的問題，如線程間的通信、同步等，分別進(jìn)行探討，并利用多線程技術(shù)進(jìn)行線程之間的通信，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字的簡單排序。  

讓客戶滿意是我們工作的目標(biāo)，不斷超越客戶的期望值來自于我們對(duì)這個(gè)行業(yè)的熱愛。我們立志把好的技術(shù)通過有效、簡單的方式提供給客戶，將通過不懈努力成為客戶在信息化領(lǐng)域值得信任、有價(jià)值的長期合作伙伴，公司提供的服務(wù)項(xiàng)目有：域名注冊、虛擬空間、營銷軟件、網(wǎng)站建設(shè)、唐縣網(wǎng)站維護(hù)、網(wǎng)站推廣。

一、 多線程編程指南實(shí)現(xiàn)方法

1、理解線程

要講解線程，不得不說一下進(jìn)程，進(jìn)程是應(yīng)用程序的執(zhí)行實(shí)例，每個(gè)進(jìn)程是由私有的虛擬地址空間、代碼、數(shù)據(jù)和其它系統(tǒng)資源組成。進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的資源隨著進(jìn)程的終止而死亡。線程的基本思想很簡單，它是一個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行流，是進(jìn)程內(nèi)部的一個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行單元，相當(dāng)于一個(gè)子程序，它對(duì)應(yīng)于Visual C++中的CwinThread類對(duì)象。單獨(dú)一個(gè)執(zhí)行程序運(yùn)行時(shí)，缺省地包含的一個(gè)主線程，主線程以函數(shù)地址的形式出現(xiàn)，提供程序的啟動(dòng)點(diǎn)，如main（）或WinMain（）函數(shù)等。當(dāng)主線程終止時(shí)，進(jìn)程也隨之終止。根據(jù)實(shí)際需要，應(yīng)用程序可以分解成許多獨(dú)立執(zhí)行的線程，每個(gè)線程并行的運(yùn)行在同一進(jìn)程中。

一個(gè)進(jìn)程中的所有線程都在該進(jìn)程的虛擬地址空間中，使用該進(jìn)程的全局變量和系統(tǒng)資源。操作系統(tǒng)給每個(gè)線程分配不同的CPU時(shí)間片，在某一個(gè)時(shí)刻，CPU只執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片內(nèi)的線程，多個(gè)時(shí)間片中的相應(yīng)線程在CPU內(nèi)輪流執(zhí)行，由于每個(gè)時(shí)間片時(shí)間很短，所以對(duì)用戶來說，仿佛各個(gè)線程在計(jì)算機(jī)中是并行處理的。操作系統(tǒng)是根據(jù)線程的優(yōu)先級(jí)來安排CPU的時(shí)間，優(yōu)先級(jí)高的線程優(yōu)先運(yùn)行，優(yōu)先級(jí)低的線程則繼續(xù)等待。

線程被分為兩種：用戶界面線程和工作線程（又稱為后臺(tái)線程）。用戶界面線程通常用來處理用戶的輸入并響應(yīng)各種事件和消息，其實(shí)，應(yīng)用程序的主執(zhí)行線程CWinAPP對(duì)象就是一個(gè)用戶界面線程，當(dāng)應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建和啟動(dòng)，同樣它的終止也意味著該程序的結(jié)束，進(jìn)程終止。工作線程用來執(zhí)行程序的后臺(tái)處理任務(wù)，比如計(jì)算、調(diào)度、對(duì)串口的讀寫操作等，它和用戶界面線程的區(qū)別是它不用從CWinThread類派生來創(chuàng)建，對(duì)它來說最重要的是如何實(shí)現(xiàn)工作線程任務(wù)的運(yùn)行控制函數(shù)。工作線程和用戶界面線程啟動(dòng)時(shí)要調(diào)用同一個(gè)函數(shù)的不同版本；最后需要讀者明白的是，一個(gè)進(jìn)程中的所有線程共享它們父進(jìn)程的變量，但同時(shí)每個(gè)線程可以擁有自己的變量。 

二、多線程編程指南線程的管理和操作

1、線程的啟動(dòng)

創(chuàng)建一個(gè)用戶界面線程，首先要從類CwinThread產(chǎn)生一個(gè)派生類，同時(shí)必須使用DECLARE_DYNCREATE和IMPLEMENT_DYNCREATE來聲明和實(shí)現(xiàn)這個(gè)CwinThread派生類。第二步是根據(jù)需要重載該派生類的一些成員函數(shù)如：ExitInstance（）、InitInstance（）、OnIdle（）、PreTranslateMessage（）等函數(shù)。最后調(diào)用AfxBeginThread()函數(shù)的一個(gè)版本：CWinThread* AfxBeginThread( CRuntimeClass* pThreadClass, int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL, UINT nStackSize = 0, DWORD dwCreateFlags = 0, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL ) 啟動(dòng)該用戶界面線程，其中第一個(gè)參數(shù)為指向定義的用戶界面線程類指針變量，第二個(gè)參數(shù)為線程的優(yōu)先級(jí)，第三個(gè)參數(shù)為線程所對(duì)應(yīng)的堆棧大小，第四個(gè)參數(shù)為線程創(chuàng)建時(shí)的附加標(biāo)志，缺省為正常狀態(tài)，如為CREATE_SUSPENDED則線程啟動(dòng)后為掛起狀態(tài)。

對(duì)于工作線程來說，啟動(dòng)一個(gè)線程，首先需要編寫一個(gè)希望與應(yīng)用程序的其余部分并行運(yùn)行的函數(shù)如Fun1()，接著定義一個(gè)指向CwinThread對(duì)象的指針變量*pThread,調(diào)用AfxBeginThread(Fun1,param,priority)函數(shù)，返回值賦給pThread變量的同時(shí)一并啟動(dòng)該線程來執(zhí)行上面的Fun1（）函數(shù)，其中Fun1是線程要運(yùn)行的函數(shù)的名字，也既是上面所說的控制函數(shù)的名字，param是準(zhǔn)備傳送給線程函數(shù)Fun1的任意32位值，priority則是定義該線程的優(yōu)先級(jí)別，它是預(yù)定義的常數(shù)，讀者可參考MSDN。

2、線程的優(yōu)先級(jí)

以下的CwinThread類的成員函數(shù)用于線程優(yōu)先級(jí)的操作：

int GetThreadPriority（）；

BOOL SetThradPriority（）(int nPriority)；

上述的二個(gè)函數(shù)分別用來獲取和設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)，這里的優(yōu)先級(jí)，是相對(duì)于該線程所處的優(yōu)先權(quán)層次而言的，處于同一優(yōu)先權(quán)層次的線程，優(yōu)先級(jí)高的線程先運(yùn)行；處于不同優(yōu)先權(quán)層次上的線程，誰的優(yōu)先權(quán)層次高，誰先運(yùn)行。至于優(yōu)先級(jí)設(shè)置所需的常數(shù)，自己參考MSDN就可以了，要注意的是要想設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)，這個(gè)線程在創(chuàng)建時(shí)必須具有THREAD_SET_INFORMATION訪問權(quán)限。對(duì)于線程的優(yōu)先權(quán)層次的設(shè)置，CwinThread類沒有提供相應(yīng)的函數(shù)，但是可以通過Win32 SDK函數(shù)GetPriorityClass（）和SetPriorityClass（）來實(shí)現(xiàn)。

3、線程的懸掛和恢復(fù)

CWinThread類中包含了應(yīng)用程序懸掛和恢復(fù)它所創(chuàng)建的線程的函數(shù)，其中SuspendThread（）用來懸掛線程，暫停線程的執(zhí)行；ResumeThread（）用來恢復(fù)線程的執(zhí)行。如果你對(duì)一個(gè)線程連續(xù)若干次執(zhí)行SuspendThread（），則需要連續(xù)執(zhí)行相應(yīng)次的ResumeThread（）來恢復(fù)線程的運(yùn)行。

4、結(jié)束線程

終止線程有三種途徑，線程可以在自身內(nèi)部調(diào)用AfxEndThread()來終止自身的運(yùn)行；可以在線程的外部調(diào)用BOOL TerminateThread( HANDLE hThread, DWORD dwExitCode )來強(qiáng)行終止一個(gè)線程的運(yùn)行，然后調(diào)用CloseHandle（）函數(shù)釋放線程所占用的堆棧；第三種方法是改變?nèi)肿兞?，使線程的執(zhí)行函數(shù)返回，則該線程終止。下面以第三種方法為例，給出部分代碼：

////////////////////////////////////////////////////////////////

//////CtestView message handlers

/////Set to True to end thread

Bool bend=FALSE;//定義的全局變量，用于控制線程的運(yùn)行；

//The Thread Function；

UINT ThreadFunction(LPVOID pParam)//線程函數(shù)

{

while(!bend)

{

Beep(100,100);

Sleep(1000);

}

return 0;

}

/////////////////////////////////////////////////////////////

CwinThread *pThread;

HWND hWnd;

Void CtestView::OninitialUpdate()

{ 

hWnd=GetSafeHwnd();

pThread=AfxBeginThread(ThradFunction,hWnd);//啟動(dòng)線程

pThread->m_bAutoDelete=FALSE;//線程為手動(dòng)刪除

Cview::OnInitialUpdate();

}

////////////////////////////////////////////////////////////////

Void CtestView::OnDestroy()

{

bend=TRUE;//改變變量，線程結(jié)束

WaitForSingleObject(pThread->m_hThread,INFINITE);//等待線程結(jié)束

delete pThread;//刪除線程

Cview::OnDestroy();

} 

三、多線程編程指南線程之間的通信

通常情況下，一個(gè)次級(jí)線程要為主線程完成某種特定類型的任務(wù)，這就隱含著表示在主線程和次級(jí)線程之間需要建立一個(gè)通信的通道。一般情況下，有下面的幾種方法實(shí)現(xiàn)這種通信任務(wù)：使用全局變量（上一節(jié)的例子其實(shí)使用的就是這種方法）、使用事件對(duì)象、使用消息。這里我們主要介紹后兩種方法。

1、利用用戶定義的消息通信

在Windows程序設(shè)計(jì)中，應(yīng)用程序的每一個(gè)線程都擁有自己的消息隊(duì)列，甚至工作線程也不例外，這樣一來，就使得線程之間利用消息來傳遞信息就變的非常簡單。首先用戶要定義一個(gè)用戶消息，如下所示：#define WM_USERMSG WMUSER+100；在需要的時(shí)候，在一個(gè)線程中調(diào)用：：PostMessage((HWND)param,WM_USERMSG,0,0)或CwinThread::PostThradMessage（）來向另外一個(gè)線程發(fā)送這個(gè)消息，上述函數(shù)的四個(gè)參數(shù)分別是消息將要發(fā)送到的目的窗口的句柄、要發(fā)送的消息標(biāo)志符、消息的參數(shù)WPARAM和LPARAM。下面的代碼是對(duì)上節(jié)代碼的修改，修改后的結(jié)果是在線程結(jié)束時(shí)顯示一個(gè)對(duì)話框，提示線程結(jié)束：

UINT ThreadFunction(LPVOID pParam)

{

while(!bend)

{

Beep(100,100);

Sleep(1000);

}

：：PostMessage(hWnd,WM_USERMSG,0,0)；

return 0;

}

////////WM_USERMSG消息的響應(yīng)函數(shù)為OnThreadended(WPARAM wParam,

LPARAM lParam)

LONG CTestView::OnThreadended(WPARAM wParam,LPARAM lParam)

{

AfxMessageBox("Thread ended.");

Retrun 0;

}

上面的例子是工作者線程向用戶界面線程發(fā)送消息，對(duì)于工作者線程，如果它的設(shè)計(jì)模式也是消息驅(qū)動(dòng)的，那么調(diào)用者可以向它發(fā)送初始化、退出、執(zhí)行某種特定的處理等消息，讓它在后臺(tái)完成。在控制函數(shù)中可以直接使用：：GetMessage()這個(gè)SDK函數(shù)進(jìn)行消息分檢和處理，自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)消息循環(huán)。GetMessage()函數(shù)在判斷該線程的消息隊(duì)列為空時(shí)，線程將系統(tǒng)分配給它的時(shí)間片讓給其它線程，不無效的占用CPU的時(shí)間，如果消息隊(duì)列不為空，就獲取這個(gè)消息，判斷這個(gè)消息的內(nèi)容并進(jìn)行相應(yīng)的處理。

2、用事件對(duì)象實(shí)現(xiàn)通信

在線程之間傳遞信號(hào)進(jìn)行通信比較復(fù)雜的方法是使用事件對(duì)象，用MFC的Cevent類的對(duì)象來表示。事件對(duì)象處于兩種狀態(tài)之一：有信號(hào)和無信號(hào)，線程可以監(jiān)視處于有信號(hào)狀態(tài)的事件，以便在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候執(zhí)行對(duì)事件的操作。上述例子代碼修改如下： 

////////////////////////////////////////////////////////////////////

Cevent threadStart ,threadEnd;

UINT ThreadFunction(LPVOID pParam)

{

：：WaitForSingleObject(threadStart.m_hObject,INFINITE);

AfxMessageBox("Thread start.");

while(!bend)

{

Beep(100,100);

Sleep(1000);

Int result=::WaitforSingleObject(threadEnd.m_hObject,0);

//等待threadEnd事件有信號(hào)，無信號(hào)時(shí)線程在這里懸停

If(result==Wait_OBJECT_0)

Bend=TRUE;

}

：：PostMessage(hWnd,WM_USERMSG,0,0)；

return 0;

}

/////////////////////////////////////////////////////////////

Void CtestView::OninitialUpdate()

{ 

hWnd=GetSafeHwnd();

threadStart.SetEvent();//threadStart事件有信號(hào)

pThread=AfxBeginThread(ThreadFunction,hWnd);//啟動(dòng)線程

pThread->m_bAutoDelete=FALSE;

Cview::OnInitialUpdate();

}

////////////////////////////////////////////////////////////////

Void CtestView::OnDestroy()

{

threadEnd.SetEvent();

WaitForSingleObject(pThread->m_hThread,INFINITE);

delete pThread;

Cview::OnDestroy();

}

運(yùn)行這個(gè)程序，當(dāng)關(guān)閉程序時(shí)，才顯示提示框，顯示"Thread ended"。 

四、多線程編程指南線程之間的同步

前面我們講過，各個(gè)線程可以訪問進(jìn)程中的公共變量，所以使用多線程的過程中需要注意的問題是如何防止兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程同時(shí)訪問同一個(gè)數(shù)據(jù)，以免破壞數(shù)據(jù)的完整性。保證各個(gè)線程可以在一起適當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)工作稱為線程之間的同步。前面一節(jié)介紹的事件對(duì)象實(shí)際上就是一種同步形式。Visual C++中使用同步類來解決操作系統(tǒng)的并行性而引起的數(shù)據(jù)不安全的問題，MFC支持的七個(gè)多線程的同步類可以分成兩大類：同步對(duì)象（CsyncObject、Csemaphore、Cmutex、CcriticalSection和Cevent）和同步訪問對(duì)象（CmultiLock和CsingleLock）。本節(jié)主要介紹臨界區(qū)（critical section）、互斥（mutexe）、信號(hào)量（semaphore），這些同步對(duì)象使各個(gè)線程協(xié)調(diào)工作，程序運(yùn)行起來更安全。

1、多線程編程指南臨界區(qū)

臨界區(qū)是保證在某一個(gè)時(shí)間只有一個(gè)線程可以訪問數(shù)據(jù)的方法。使用它的過程中，需要給各個(gè)線程提供一個(gè)共享的臨界區(qū)對(duì)象，無論哪個(gè)線程占有臨界區(qū)對(duì)象，都可以訪問受到保護(hù)的數(shù)據(jù)，這時(shí)候其它的線程需要等待，直到該線程釋放臨界區(qū)對(duì)象為止，臨界區(qū)被釋放后，另外的線程可以強(qiáng)占這個(gè)臨界區(qū)，以便訪問共享的數(shù)據(jù)。臨界區(qū)對(duì)應(yīng)著一個(gè)CcriticalSection對(duì)象，當(dāng)線程需要訪問保護(hù)數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)用臨界區(qū)對(duì)象的Lock()成員函數(shù)；當(dāng)對(duì)保護(hù)數(shù)據(jù)的操作完成之后，調(diào)用臨界區(qū)對(duì)象的Unlock()成員函數(shù)釋放對(duì)臨界區(qū)對(duì)象的擁有權(quán)，以使另一個(gè)線程可以奪取臨界區(qū)對(duì)象并訪問受保護(hù)的數(shù)據(jù)。同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)線程，它們對(duì)應(yīng)的函數(shù)分別為WriteThread()和ReadThread()，用以對(duì)公共數(shù)組組array[]操作，下面的代碼說明了如何使用臨界區(qū)對(duì)象：

#include "afxmt.h"

int array[10],destarray[10];

CCriticalSection Section;

UINT WriteThread(LPVOID param)

{

Section.Lock();

for(int x=0;x<10;x++)

array[x]=x;

Section.Unlock();

}

UINT ReadThread(LPVOID param)

{

Section.Lock();

For(int x=0;x<10;x++)

Destarray[x]=array[x];

Section.Unlock();

}

上述代碼運(yùn)行的結(jié)果應(yīng)該是Destarray數(shù)組中的元素分別為1-9，而不是雜亂無章的數(shù)，如果不使用同步，則不是這個(gè)結(jié)果，有興趣的讀者可以實(shí)驗(yàn)一下。

2、多線程編程指南互斥

互斥與臨界區(qū)很相似，但是使用時(shí)相對(duì)復(fù)雜一些，它不僅可以在同一應(yīng)用程序的線程間實(shí)現(xiàn)同步，還可以在不同的進(jìn)程間實(shí)現(xiàn)同步，從而實(shí)現(xiàn)資源的安全共享?；コ馀cCmutex類的對(duì)象相對(duì)應(yīng)，使用互斥對(duì)象時(shí)，必須創(chuàng)建一個(gè)CSingleLock或CMultiLock對(duì)象，用于實(shí)際的訪問控制，因?yàn)檫@里的例子只處理單個(gè)互斥，所以我們可以使用CSingleLock對(duì)象，該對(duì)象的Lock()函數(shù)用于占有互斥，Unlock()用于釋放互斥。實(shí)現(xiàn)代碼如下：

#include "afxmt.h"

int array[10],destarray[10];

CMutex Section;

UINT WriteThread(LPVOID param)

{

CsingleLock singlelock;

singlelock (&Section);

singlelock.Lock();

for(int x=0;x<10;x++)

array[x]=x;

singlelock.Unlock();

}

UINT ReadThread(LPVOID param)

{

CsingleLock singlelock;

singlelock (&Section);

singlelock.Lock();

For(int x=0;x<10;x++)

Destarray[x]=array[x];

singlelock.Unlock();

}

3、多線程編程指南信號(hào)量

信號(hào)量的用法和互斥的用法很相似，不同的是它可以同一時(shí)刻允許多個(gè)線程訪問同一個(gè)資源，創(chuàng)建一個(gè)信號(hào)量需要用Csemaphore類聲明一個(gè)對(duì)象，一旦創(chuàng)建了一個(gè)信號(hào)量對(duì)象，就可以用它來對(duì)資源的訪問技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)處理，先創(chuàng)建一個(gè)CsingleLock或CmltiLock對(duì)象，然后用該對(duì)象的Lock()函數(shù)減少這個(gè)信號(hào)量的計(jì)數(shù)值，Unlock()反之。下面的代碼分別啟動(dòng)三個(gè)線程，執(zhí)行時(shí)同時(shí)顯示二個(gè)消息框，然后10秒后第三個(gè)消息框才得以顯示。

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////

Csemaphore *semaphore;

Semaphore=new Csemaphore(2,2);

HWND hWnd=GetSafeHwnd();

AfxBeginThread(threadProc1,hWnd);

AfxBeginThread(threadProc2,hWnd);

AfxBeginThread(threadProc3,hWnd);

UINT ThreadProc1(LPVOID param)

{

CsingleLock singelLock(semaphore);

singleLock.Lock();

Sleep(10000);

::MessageBox((HWND)param,"Thread1 had access","Thread1",MB_OK);

return 0;

}

UINT ThreadProc2(LPVOID param)

{

CSingleLock singelLock(semaphore);

singleLock.Lock();

Sleep(10000);

::MessageBox((HWND)param,"Thread2 had access","Thread2",MB_OK);

return 0;

}

UINT ThreadProc3(LPVOID param)

{

CsingleLock singelLock(semaphore);

singleLock.Lock();

Sleep(10000);

::MessageBox((HWND)param,"Thread3 had access","Thread3",MB_OK);

return 0;

}

二、 多線程編程指南編程步驟

1、 啟動(dòng)Visual C++6.0，生成一個(gè)32位的控制臺(tái)程序，將該程序命名為"sequence"

2、 輸入要排續(xù)的數(shù)字，聲明四個(gè)子線程；

3、 輸入代碼，編譯運(yùn)行程序。

三、 多線程編程指南程序代碼

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// sequence.cpp : Defines the entry point for the console application.

/*

主要用到的WINAPI線程控制函數(shù)，有關(guān)詳細(xì)說明請(qǐng)查看MSDN；

線程建立函數(shù)：

HANDLE CreateThread(

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // 安全屬性結(jié)構(gòu)指針，可為NULL；

DWORD dwStackSize, // 線程棧大小，若為0表示使用默認(rèn)值； 

LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // 指向線程函數(shù)的指針；

LPVOID lpParameter, // 傳遞給線程函數(shù)的參數(shù)，可以保存一個(gè)指針值； 

DWORD dwCreationFlags, // 線程建立是的初始標(biāo)記，運(yùn)行或掛起； 

LPDWORD lpThreadId // 指向接收線程號(hào)的DWORD變量； 

);

對(duì)臨界資源控制的多線程控制的信號(hào)函數(shù)：

HANDLE CreateEvent(

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes, // 安全屬性結(jié)構(gòu)指針，可為NULL；

BOOL bManualReset, // 手動(dòng)清除信號(hào)標(biāo)記，TRUE在WaitForSingleObject后必須手動(dòng)//調(diào)用RetEvent清除信號(hào)。若為 FALSE則在WaitForSingleObject

//后，系統(tǒng)自動(dòng)清除事件信號(hào)；

BOOL bInitialState, // 初始狀態(tài)，TRUE有信號(hào)，F(xiàn)ALSE無信號(hào)；

LPCTSTR lpName // 信號(hào)量的名稱，字符數(shù)不可多于MAX_PATH；

//如果遇到同名的其他信號(hào)量函數(shù)就會(huì)失敗，如果遇

//到同類信號(hào)同名也要注意變化；

);

HANDLE CreateMutex(

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, // 安全屬性結(jié)構(gòu)指針，可為NULL

BOOL bInitialOwner, // 當(dāng)前建立互斥量是否占有該互斥量TRUE表示占有，

//這樣其他線程就不能獲得此互斥量也就無法進(jìn)入由

//該互斥量控制的臨界區(qū)。FALSE表示不占有該互斥量 

LPCTSTR lpName // 信號(hào)量的名稱，字符數(shù)不可多于MAX_PATH如果

//遇到同名的其他信號(hào)量函數(shù)就會(huì)失敗，

//如果遇到同類信號(hào)同名也要注意變化；

);

//初始化臨界區(qū)信號(hào)，使用前必須先初始化

VOID InitializeCriticalSection(

LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection // 臨界區(qū)變量指針

);

//阻塞函數(shù)

//如果等待的信號(hào)量不可用，那么線程就會(huì)掛起，直到信號(hào)可用

//線程才會(huì)被喚醒，該函數(shù)會(huì)自動(dòng)修改信號(hào)，如Event，線程被喚醒之后

//Event信號(hào)會(huì)變得無信號(hào)，Mutex、Semaphore等也會(huì)變。

DWORD WaitForSingleObject(

HANDLE hHandle, // 等待對(duì)象的句柄

DWORD dwMilliseconds // 等待毫秒數(shù)，INFINITE表示無限等待

);

//如果要等待多個(gè)信號(hào)可以使用WaitForMutipleObject函數(shù)

*/

#include "stdafx.h"

#include "stdlib.h"

#include "memory.h"

HANDLE evtTerminate; //事件信號(hào),標(biāo)記是否所有子線程都執(zhí)行完

/*

下面使用了三種控制方法，你可以注釋其中兩種，使用其中一種。

注意修改時(shí)要連帶修改臨界區(qū)PrintResult里的相應(yīng)控制語句

*/

HANDLE evtPrint; //事件信號(hào),標(biāo)記事件是否已發(fā)生

//CRITICAL_SECTION csPrint; //臨界區(qū)

//HANDLE mtxPrint; //互斥信號(hào),如有信號(hào)表明已經(jīng)有線程進(jìn)入臨界區(qū)并擁有此信號(hào)

static long ThreadCompleted = 0; 

/*用來標(biāo)記四個(gè)子線程中已完成線程的個(gè)數(shù),當(dāng)一個(gè)子線程完成時(shí)就對(duì)ThreadCompleted進(jìn)行加一操作, 要使用InterlockedIncrement(long* lpAddend)和InterlockedDecrement(long* lpAddend)進(jìn)行加減操作*/

//下面的結(jié)構(gòu)是用于傳送排序的數(shù)據(jù)給各個(gè)排序子線程

struct MySafeArray

{

long* data;

int iLength;

};

//打印每一個(gè)線程的排序結(jié)果

void PrintResult(long* Array, int iLength, const char* HeadStr = "sort");

//排序函數(shù)

unsigned long __stdcall BubbleSort(void* theArray); //冒泡排序

unsigned long __stdcall SelectSort(void* theArray); //選擇排序

unsigned long __stdcall HeapSort(void* theArray); //堆排序

unsigned long __stdcall InsertSort(void* theArray); //插入排序

/*以上四個(gè)函數(shù)的聲明必須適合作為一個(gè)線程函數(shù)的必要條件才可以使用CreateThread

建立一個(gè)線程。

（1）調(diào)用方法必須是__stdcall，即函數(shù)參數(shù)壓棧順序由右到左，而且由函數(shù)本身負(fù)責(zé)

棧的恢復(fù), C和C++默認(rèn)是__cdecl, 所以要顯式聲明是__stdcall

（2）返回值必須是unsigned long

（3）參數(shù)必須是一個(gè)32位值，如一個(gè)指針值或long類型

(4) 如果函數(shù)是類成員函數(shù)，必須聲明為static函數(shù)，在CreateThread時(shí)函數(shù)指針有特殊的寫法。如下(函數(shù)是類CThreadTest的成員函數(shù)中)：

static unsigned long _stdcall MyThreadFun(void* pParam);

handleRet = CreateThread(NULL, 0, &CThreadTestDlg::MyThreadFun, NULL, 0, &ThreadID);

之所以要聲明為static是由于，該函數(shù)必須要獨(dú)立于對(duì)象實(shí)例來使用，即使沒有聲明實(shí)例也可以使用。*/

int QuickSort(long* Array, int iLow, int iHigh); //快速排序

int main(int argc, char* argv[])

{

long data[] = {123,34,546,754,34,74,3,56};

int iDataLen = 8;

//為了對(duì)各個(gè)子線程分別對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行排序和保存排序結(jié)果

//分別分配內(nèi)存對(duì)data數(shù)組的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制

long *data1, *data2, *data3, *data4, *data5;

MySafeArray StructData1, StructData2, StructData3, StructData4;

data1 = new long[iDataLen];

memcpy(data1, data, iDataLen << 2); //把data中的數(shù)據(jù)復(fù)制到data1中

//內(nèi)存復(fù)制 memcpy(目標(biāo)內(nèi)存指針, 源內(nèi)存指針, 復(fù)制字節(jié)數(shù)), 因?yàn)閘ong的長度

//為4字節(jié),所以復(fù)制的字節(jié)數(shù)為iDataLen << 2, 即等于iDataLen*4

StructData1.data = data1;

StructData1.iLength = iDataLen;

data2 = new long[iDataLen];

memcpy(data2, data, iDataLen << 2);

StructData2.data = data2;

StructData2.iLength = iDataLen;

data3 = new long[iDataLen];

memcpy(data3, data, iDataLen << 2);

StructData3.data = data3;

StructData3.iLength = iDataLen;

data4 = new long[iDataLen];

memcpy(data4, data, iDataLen << 2);

StructData4.data = data4;

StructData4.iLength = iDataLen;

data5 = new long[iDataLen];

memcpy(data5, data, iDataLen << 2);

unsigned long TID1, TID2, TID3, TID4; 

//對(duì)信號(hào)量進(jìn)行初始化

evtTerminate = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, "Terminate");

evtPrint = CreateEvent(NULL, FALSE, TRUE, "PrintResult");

//分別建立各個(gè)子線程

CreateThread(NULL, 0, &BubbleSort, &StructData1, NULL, &TID1);

CreateThread(NULL, 0, &SelectSort, &StructData2, NULL, &TID2);

CreateThread(NULL, 0, &HeapSort, &StructData3, NULL, &TID3);

CreateThread(NULL, 0, &InsertSort, &StructData4, NULL, &TID4);

//在主線程中執(zhí)行行快速排序，其他排序在子線程中執(zhí)行 

QuickSort(data5, 0, iDataLen - 1);

PrintResult(data5, iDataLen, "Quick Sort");

WaitForSingleObject(evtTerminate, INFINITE); //等待所有的子線程結(jié)束

//所有的子線程結(jié)束后，主線程才可以結(jié)束

delete[] data1;

delete[] data2;

delete[] data3;

delete[] data4;

CloseHandle(evtPrint);

return 0;

}

/*

冒泡排序思想(升序，降序同理，后面的算法一樣都是升序):從頭到尾對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩比較進(jìn)行交換,小的放前大的放后。這樣一次下來，最大的元素就會(huì)被交換的最后，然后下一次 

循環(huán)就不用對(duì)最后一個(gè)元素進(jìn)行比較交換了，所以呢每一次比較交換的次數(shù)都比上一次循環(huán)的次數(shù)少一，這樣N次之后數(shù)據(jù)就變得升序排列了*/

unsigned long __stdcall BubbleSort(void* theArray)

{

long* Array = ((MySafeArray*)theArray)->data;

int iLength = ((MySafeArray*)theArray)->iLength;

int i, j=0;

long swap;

for (i = iLength-1; i >0; i--)

{

for(j = 0; j < i; j++)

{

if(Array[j] >Array[j+1]) //前比后大，交換

{

swap = Array[j];

Array[j] = Array[j+1];

Array[j+1] = swap;

}

}

}

PrintResult(Array, iLength, "Bubble Sort"); //向控制臺(tái)打印排序結(jié)果

InterlockedIncrement(&ThreadCompleted); //返回前使線程完成數(shù)標(biāo)記加1

if(ThreadCompleted == 4) SetEvent(evtTerminate); //檢查是否其他線程都已執(zhí)行完

//若都執(zhí)行完則設(shè)置程序結(jié)束信號(hào)量

return 0;

}

/*選擇排序思想:每一次都從無序的數(shù)據(jù)中找出最小的元素，然后和前面已經(jīng)有序的元素序列的后一個(gè)元素進(jìn)行交換，這樣整個(gè)源序列就會(huì)分成兩部分，前面一部分是已經(jīng)排好序的有序序列，后面一部分是無序的，用于選出最小的元素。循環(huán)N次之后，前面的有序序列加長到跟源序列一樣長，后面的無序部分長度變?yōu)?，排序就完成了。*/

unsigned long __stdcall SelectSort(void* theArray)

{

long* Array = ((MySafeArray*)theArray)->data;

int iLength = ((MySafeArray*)theArray)->iLength;

long lMin, lSwap;

int i, j, iMinPos;

for(i=0; i < iLength-1; i++)

{

lMin = Array[i];

iMinPos = i;

for(j=i + 1; j <= iLength-1; j++) //從無序的元素中找出最小的元素

{

if(Array[j] < lMin)

{

iMinPos = j;

lMin = Array[j];

}

}

//把選出的元素交換拼接到有序序列的最后

lSwap = Array[i];

Array[i] = Array[iMinPos];

Array[iMinPos] = lSwap;

}

PrintResult(Array, iLength, "Select Sort"); //向控制臺(tái)打印排序結(jié)果

InterlockedIncrement(&ThreadCompleted); //返回前使線程完成數(shù)標(biāo)記加1

if(ThreadCompleted == 4) SetEvent(evtTerminate);//檢查是否其他線程都已執(zhí)行完

//若都執(zhí)行完則設(shè)置程序結(jié)束信號(hào)量

return 0;

}

/*堆排序思想：堆：數(shù)據(jù)元素從1到N排列成一棵二叉樹，而且這棵樹的每一個(gè)子樹的根都是該樹中的元素的最小或最大的元素這樣如果一個(gè)無序數(shù)據(jù)集合是一個(gè)堆那么，根元素就是最小或最大的元素堆排序就是不斷對(duì)剩下的數(shù)據(jù)建堆，把最小或最大的元素析透出來。下面的算法，就是從最后一個(gè)元素開始，依據(jù)一個(gè)節(jié)點(diǎn)比父節(jié)點(diǎn)數(shù)值大的原則對(duì)所有元素進(jìn)行調(diào)整，這樣調(diào)整一次就形成一個(gè)堆，第一個(gè)元素就是最小的元素。然后再對(duì)剩下的無序數(shù)據(jù)再進(jìn)行建堆，注意這時(shí)后面的無序數(shù)據(jù)元素的序數(shù)都要改變，如第一次建堆后，第二個(gè)元素就會(huì)變成堆的第一個(gè)元素。*/

unsigned long __stdcall HeapSort(void* theArray)

{

long* Array = ((MySafeArray*)theArray)->data;

int iLength = ((MySafeArray*)theArray)->iLength;

int i, j, p;

long swap;

for(i=0; i {

for(j = iLength - 1; j>i; j--) //從最后倒數(shù)上去比較字節(jié)點(diǎn)和父節(jié)點(diǎn)

{

p = (j - i - 1)/2 + i; //計(jì)算父節(jié)點(diǎn)數(shù)組下標(biāo)

//注意到樹節(jié)點(diǎn)序數(shù)跟數(shù)組下標(biāo)不是等同的，因?yàn)榻ǘ训脑貍€(gè)數(shù)逐個(gè)遞減

if(Array[j] < Array[p]) //如果父節(jié)點(diǎn)數(shù)值大則交換父節(jié)點(diǎn)和字節(jié)點(diǎn)

{

swap = Array[j];

Array[j] = Array[p];

Array[p] = swap;

}

}

}

PrintResult(Array, iLength, "Heap Sort"); //向控制臺(tái)打印排序結(jié)果

InterlockedIncrement(&ThreadCompleted); //返回前使線程完成數(shù)標(biāo)記加1

if(ThreadCompleted == 4) SetEvent(evtTerminate); //檢查是否其他線程都已執(zhí)行完

//若都執(zhí)行完則設(shè)置程序結(jié)束信號(hào)量

return 0;

}

/*插入排序思想：把源數(shù)據(jù)序列看成兩半，前面一半是有序的，后面一半是無序的，把無序的數(shù)據(jù)從頭到尾逐個(gè)逐個(gè)的插入到前面的有序數(shù)據(jù)中，使得有序的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)不斷增大，同時(shí)無序的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)就越來越少，最后所有元素都會(huì)變得有序。*/

unsigned long __stdcall InsertSort(void* theArray)

{

long* Array = ((MySafeArray*)theArray)->data;

int iLength = ((MySafeArray*)theArray)->iLength;

int i=1, j=0;

long temp;

for(i=1; i {

temp = Array[i]; //取出序列后面無序數(shù)據(jù)的第一個(gè)元素值

for(j=i; j>0; j--) //和前面的有序數(shù)據(jù)逐個(gè)進(jìn)行比較找出合適的插入位置

{

if(Array[j - 1] >temp) //如果該元素比插入值大則后移

Array[j] = Array[j - 1];

else //如果該元素比插入值小，那么該位置的后一位就是插入元素的位置

break; 

}

Array[j] = temp;

}

PrintResult(Array, iLength, "Insert Sort"); //向控制臺(tái)打印排序結(jié)果

InterlockedIncrement(&ThreadCompleted); //返回前使線程完成數(shù)標(biāo)記加1

if(ThreadCompleted == 4) SetEvent(evtTerminate); //檢查是否其他線程都已執(zhí)行完

//若都執(zhí)行完則設(shè)置程序結(jié)束信號(hào)量

return 0;

}

/*快速排序思想：快速排序是分治思想的一種應(yīng)用，它先選取一個(gè)支點(diǎn)，然后把小于支點(diǎn)的元素交換到支點(diǎn)的前邊，把大于支點(diǎn)的元素交換到支點(diǎn)的右邊。然后再對(duì)支點(diǎn)左邊部分和右

邊部分進(jìn)行同樣的處理，這樣若干次之后，數(shù)據(jù)就會(huì)變得有序。下面的實(shí)現(xiàn)使用了遞歸

建立兩個(gè)游標(biāo)：iLow，iHigh；iLow指向序列的第一個(gè)元素，iHigh指向最后一個(gè)先選第一個(gè)元素作為支點(diǎn)，并把它的值存貯在一個(gè)輔助變量里。那么第一個(gè)位置就變?yōu)榭詹⒖梢苑胖闷渌脑亍?這樣從iHigh指向的元素開始向前移動(dòng)游標(biāo)，iHigh查找比支點(diǎn)小的元素，如果找到，則把它放置到空置了的位置（現(xiàn)在是第一個(gè)位置），然后iHigh游標(biāo)停止移動(dòng)，這時(shí)iHigh指向的位置被空置，然后移動(dòng)iLow游標(biāo)尋找比支點(diǎn)大的元素放置到iHigh指向的空置的位置，如此往復(fù)直到iLow與iHigh相等。最后使用遞歸對(duì)左右兩部分進(jìn)行同樣處理*/

int QuickSort(long* Array, int iLow, int iHigh)

{

if(iLow >= iHigh) return 1; //遞歸結(jié)束條件

long pivot = Array[iLow];

int iLowSaved = iLow, iHighSaved = iHigh; //保未改變的iLow，iHigh值保存起來

while (iLow < iHigh)

{

while (Array[iHigh] >= pivot && iHigh >iLow) //尋找比支點(diǎn)大的元素

iHigh -- ;

Array[iLow] = Array[iHigh]; //把找到的元素放置到空置的位置

while (Array[iLow] < pivot && iLow < iHigh) //尋找比支點(diǎn)小的元素

iLow ++ ;

Array[iHigh] = Array[iLow]; //把找到的元素放置到空置的位置

}

Array[iLow] = pivot; //把支點(diǎn)值放置到支點(diǎn)位置，這時(shí)支點(diǎn)位置是空置的

//對(duì)左右部分分別進(jìn)行遞歸處理

QuickSort(Array, iLowSaved, iHigh-1);

QuickSort(Array, iLow+1, iHighSaved);

return 0;

}

//每一個(gè)線程都要使用這個(gè)函數(shù)進(jìn)行輸出，而且只有一個(gè)顯示器，產(chǎn)生多個(gè)線程

//競爭對(duì)控制臺(tái)的使用權(quán)。

void PrintResult(long* Array, int iLength, const char* HeadStr)

{

WaitForSingleObject(evtPrint, INFINITE); //等待事件有信號(hào)

//EnterCriticalSection(&csPrint); //標(biāo)記有線程進(jìn)入臨界區(qū)

//WaitForSingleObject(mtxPrint, INFINITE); //等待互斥量空置（沒有線程擁有它）

int i;

printf("%s: ", HeadStr);

for (i=0; i {

printf("%d,", Array[i]);

Sleep(100); //延時(shí)（可以去掉）

/*只是使得多線程對(duì)臨界區(qū)訪問的問題比較容易看得到

如果你把臨界控制的語句注釋掉，輸出就會(huì)變得很凌亂，各個(gè)排序的結(jié)果會(huì)

分插間隔著輸出，如果不延時(shí)就不容易看到這種不對(duì)臨界區(qū)控制的結(jié)果

*/

}

printf("%d\n", Array[i]);

SetEvent(evtPrint); //把事件信號(hào)量恢復(fù)，變?yōu)橛行盘?hào)

}

四、 小結(jié)

對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用程序來說，線程的應(yīng)用給應(yīng)用程序提供了高效、快速、安全的數(shù)據(jù)處理能力。本實(shí)例講述了線程處理中經(jīng)常遇到的問題，希望對(duì)讀者朋友有一定的幫助，起到拋磚引玉的作用。

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