Win32 API下的多线程编程

      Win32 API是Windows操作系统内核与应用程序之间的界面，它将内核提供的功能进行函数包装，应用程序通过调用相关函数而获得相应的系统功能。为了向应用程序提供多线程功能，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

        Win32函数库中提供了操作多线程的函数，包括创建线程、终止线程、建立互斥区等。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(
      lpThreadAttributes: Pointer;                    {安全设置}
      dwStackSize: DWORD;                              {堆栈大小}
      lpStartAddress: TFNThreadStartRoutine; {入口函数}
      lpParameter: Pointer;                                {函数参数}
      dwCreationFlags: DWORD;                       {启动选项}
      var lpThreadId: DWORD                         {输出线程 ID }
)
//-----------------------------------------------------
CreateThread（六个参数介绍）点击打开链接
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     如果创建成功则返回线程的句柄，否则返回NULL。创建了新的线程后，该线程就开始启动执行了。但如果在dwCreationFlags中使用了CREATE_SUSPENDED特性，那么线程并不马上执行，而是先挂起，等到调用ResumeThread后才开始启动线程，在这个过程中可以调用下面这个函数来设置线程的优先权：
       BOOL SetThreadPriority(HANDLE hThread,int nPriority);

    当调用线程的函数返回后，线程自动终止。

    如果需要在线程的执行过程中终止则可调用函数：

         VOID ExitThread(DWORD dwExitCode);

    如果在线程的外面终止线程，则可调用下面的函数：

       BOOL TerminateThread(HANDLE hThread,DWORD dwExitCode);
但应注意: 该函数可能会引起系统不稳定，而且线程所占用的资源也不释放。因此，一般情况下，建议不要使用该函数。
如果要终止的线程是进程内的最后一个线程，则线程被终止后相应的进程也应终止。

2. 线程的同步

        在线程体内，如果该线程完全独立，与其他线程没有数据存取等资源操作上的冲突，则可按照通常单线程的方法进行编程。但是，在多线程处理时情况常常不是这样，线程之间经常要同时访问一些资源。由于对共享资源进行访问引起冲突是不可避免的，为了解决这种线程同步问题，Win32 API提供了多种同步控制对象来帮助程序员解决共享资源访问冲突。在介绍这些同步对象之前先介绍一下等待函数，因为所有控制对象的访问控制都要用到这个函数。
         Win32 API提供了一组能使线程阻塞其自身执行的等待函数。这些函数在其参数中的一个或多个同步对象产生了信号，或者超过规定的等待时间才会返回。在等待函数未返回时，线程处于等待状态，此时线程只消耗很少的CPU时间。使用等待函数既可以保证线程的同步，又可以提高程序的运行效率。最常用的等待函数是：

           DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle，DWORD dwMilliseconds);

而函数WaitForMultipleObject可以用来同时监测多个同步对象，该函数的声明为：

   DWORD WaitForMultipleObject(DWORD nCount,CONST HANDLE *lpHandles,BOOL bWaitAll,DWORD dwMilliseconds);

（1）互斥体对象

    Mutex对象的状态在它不被任何线程拥有时才有信号，而当它被拥有时则无信号。Mutex对象很适合用来协调多个线程对共享资源的互斥访问。可按下列步骤使用该对象：

      首先，建立互斥体对象，得到句柄：
         HANDLE CreateMutex();
    然后，在线程可能产生冲突的区域前（即访问共享资源之前）调用WaitForSingleObject，将句柄传给函数，请求占用互斥对象：
    dwWaitResult = WaitForSingleObject(hMutex,5000L);

    共享资源访问结束，释放对互斥体对象的占用：

    ReleaseMutex(hMutex);
    互斥体对象在同一时刻只能被一个线程占用，当互斥体对象被一个线程占用时，若有另一线程想占用它，则必须等到前一线程释放后才能成功。

（2）信号对象
       信号对象允许同时对多个线程共享资源进行访问，在创建对象时指定最大可同时访问的线程数。当一个线程申请访问成功后，信号对象中的计数器减一，调用ReleaseSemaphore函数后，信号对象中的计数器加一。其中，计数器值大于或等于０，但小于或等于创建时指定的最大值。如果一个应用在创建一个信号对象时，将其计数器的初始值设为０，就阻塞了其他线程，保护了资源。等初始化完成后，调用ReleaseSemaphore函数将其计数器增加至最大值，则可进行正常的存取访问。可按下列步骤使用该对象：

首先，创建信号对象：
    HANDLE CreateSemaphore();
或者打开一个信号对象：

    HANDLE OpenSemaphore();

然后，在线程访问共享资源之前调用WaitForSingleObject。

       共享资源访问完成后，应释放对信号对象的占用：
        ReleaseSemaphore();

（3）事件对象

        事件对象(Event)是最简单的同步对象，它包括有信号和无信号两种状态。在线程访问某一资源之前，需要等待某一事件的发生，这时用事件对象最合适。例如：只有在通信端口缓冲区收到数据后，监视线程才被激活。

       事件对象是用CreateEvent函数建立的。该函数可以指定事件对象的类和事件的初始状态。如果是手工重置事件，那么它总是保持有信号状态，直到用ResetEvent函数重置成无信号的事件。如果是自动重置事件，那么它的状态在单个等待线程释放后会自动变为无信号的。用SetEvent可以把事件对象设置成有信号状态。在建立事件时，可以为对象命名，这样其他进程中的线程可以用OpenEvent函数打开指定名字的事件对象句柄。
HANDLE   CreateEvent(
    　          LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes,　// SECURITY_ATTRIBUTES结构指针，可为NULL
                BOOL bManualReset, 　// 手动/自动
            　          // TRUE：在WaitForSingleObject后必须手动调用ResetEvent清除信号
            　          // FALSE：在WaitForSingleObject后，系统自动清除事件信号
                BOOL bInitialState, //初始状态
                LPCTSTR lpName //事件的名称
         )

使用"事件"机制应注意以下事项：
　　（1）如果跨进程访问事件，必须对事件命名，在对事件命名的时候，要注意不要与系统命名空间中的其它全局命名对象冲突；
　　（2）事件是否要自动恢复；
　　（3）事件的初始状态设置。

（4）排斥区对象

    在排斥区中异步执行时，它只能在同一进程的线程之间共享资源处理。虽然此时上面介绍的几种方法均可使用，但是，使用排斥区的方法则使同步管理的效率更高。

使用时先定义一个CRITICAL_SECTION结构的排斥区对象，在进程使用之前调用如下函数对对象进行初始化:

     VOID InitializeCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION);

当一个线程使用排斥区时，调用函数：EnterCriticalSection或者TryEnterCriticalSection;

当要求占用、退出排斥区时，调用函数LeaveCriticalSection，释放对排斥区对象的占用，供其他线程使用