等待线程结束的高手--WaitForSingleObject

 

用户模式的线程同步机制效率高，如果需要考虑线程同步问题，应该首先考虑用户模式的线程同步方法。

但是，用户模式的线程同步有限制，对于多个进程之间的线程同步，用户模式的线程同步方法无能为力。这时，只能考虑使用内核模式。

Windows提供了许多内核对象来实现线程的同步。对于线程同步而言，这些内核对象有两个非常重要的状态：“已通知”状态，“未通知”状态（也有翻译为：受信状态，未受信状态）。Windows提供了几种内核对象可以处于已通知状态和未通知状态：进程、线程、作业、文件、控制台输入/输出/错误流、事件、等待定时器、信号量、互斥对象。

你可以通知一个内核对象，使之处于“已通知状态”，然后让其他等待在该内核对象上的线程继续执行。你可以使用Windows提供的API函数，等待函数来等待某一个或某些内核对象变为已通知状态。

你可以使用WaitForSingleObject函数来等待一个内核对象变为已通知状态：

DWORD WaitForSingleObject(
HANDLE hObject, //指明一个内核对象的句柄
DWORD dwMilliseconds); //等待时间
　　该函数需要传递一个内核对象句柄，该句柄标识一个内核对象，如果该内核对象处于未通知状态，则该函数导致线程进入阻塞状态；如果该内核对象处于已通知状态，则该函数立即返回WAIT_OBJECT_0。第二个参数指明了需要等待的时间（毫秒），可以传递INFINITE指明要无限期等待下去，如果第二个参数为0，那么函数就测试同步对象的状态并立即返回。如果等待超时，该函数返回WAIT_TIMEOUT。如果该函数失败，返回WAIT_FAILED。可以通过下面的代码来判断：

DWORD dw = WaitForSingleObject(hProcess, 5000); //等待一个进程结束
switch (dw)
{
case WAIT_OBJECT_0:
// hProcess所代表的进程在5秒内结束
break;

case WAIT_TIMEOUT:
// 等待时间超过5秒
break;

case WAIT_FAILED:
// 函数调用失败，比如传递了一个无效的句柄
break;
}
　　
还可以使用WaitForMulitpleObjects函数来等待多个内核对象变为已通知状态：

DWORD WaitForMultipleObjects(
DWORD dwCount, //等待的内核对象个数
CONST HANDLE* phObjects, //一个存放被等待的内核对象句柄的数组
BOOL bWaitAll, //是否等到所有内核对象为已通知状态后才返回
DWORD dwMilliseconds); //等待时间
　　该函数的第一个参数指明等待的内核对象的个数，可以是0到MAXIMUM_WAIT_OBJECTS（64）中的一个值。phObjects参数是一个存放等待的内核对象句柄的数组。bWaitAll参数如果为TRUE，则只有当等待的所有内核对象为已通知状态时函数才返回，如果为FALSE，则只要一个内核对象为已通知状态，则该函数返回。第四个参数和WaitForSingleObject中的dwMilliseconds参数类似。

该函数失败，返回WAIT_FAILED；如果超时，返回WAIT_TIMEOUT；如果bWaitAll参数为TRUE，函数成功则返回WAIT_OBJECT_0，如果bWaitAll为FALSE，函数成功则返回值指明是哪个内核对象收到通知。

可以如下使用该函数：

HANDLE h[3]; //句柄数组

//三个进程句柄
h[0] = hProcess1;
h[1] = hProcess2;
h[2] = hProcess3;

DWORD dw = WaitForMultipleObjects(3, h, FALSE, 5000); //等待3个进程结束

switch (dw)
{
case WAIT_FAILED:
// 函数呼叫失败
break;

case WAIT_TIMEOUT:
// 超时
break;

case WAIT_OBJECT_0 + 0:
// h[0]（hProcess1）所代表的进程结束
break;

case WAIT_OBJECT_0 + 1:
// h[1]（hProcess2）所代表的进程结束
break;

case WAIT_OBJECT_0 + 2:
// h[2]（hProcess3）所代表的进程结束
break;
}
　　
       你也可以同时通知一个内核对象，同时等待另一个内核对象，这两个操作以原子的方式进行：

DWORD SignalObjectAndWait(
HANDLE hObjectToSignal, //通知的内核对象
HANDLE hObjectToWaitOn, //等待的内核对象
DWORD dwMilliseconds, //等待的时间
BOOL bAlertable); //与IO完成端口有关的参数，暂不讨论
　　该函数在内部使得hObjectToSignal参数所指明的内核对象变成已通知状态，同时等待hObjectToWaitOn参数所代表的内核对象。dwMilliseconds参数的用法与WaitForSingleObject函数类似。
　　该函数返回如下：WAIT_OBJECT_0，WAIT_TIMEOUT，WAIT_FAILED，WAIT_IO_COMPLETION。

等你需要通知一个互斥内核对象并等待一个事件内核对象的时候，可以这么写：

ReleaseMutex(hMutex);
WaitForSingleObject(hEvent, INFINITE);
　　可是，这样的代码不是以原子的方式来操纵这两个内核对象。因此，可以更改如下：

SignalObjectAndWait(hMutex, hEvent, INFINITE, FALSE);

你还再为怎么判断一个程序是否结束而苦恼吗？或许你在想可以用一个循环每隔几秒来判断一次这个进程是否结束，但是这样会有问题，如果间隔时间太短就会很占CPU资源，间隔时间太长又不能及时知道程序已经结束，或许有人马上就想到WaitForSingleObject函数，不错Win32 API提供的这个函数能很好的解决这个问题，但是在使用WaitForSingleObject函数的过程中很容易忽略一些问题。小弟不才，在这里略说一二。

先看一下函数的原形

DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds);

参数hHandle是同步对象的句柄。

参数dwMilliseconds是以毫秒为单位的超时间隔，如果该参数为0，那么函数就测试同步对象的状态并立即返回，如果该参数为INFINITE，则超时间隔是无限的。

            < xmlnamespace prefix ="v" ns ="urn:schemas-microsoft-com:vml" /> < xmlnamespace prefix ="o" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

表12.1 WaitForSingleObject的返回值

WaitForSingleObject函数能使线程阻塞其自身执行的等待函数。只有在作为其参数的同步对象产生信号时才会返回。或在超过规定的等待时间后，不管有无信号，函数也都会返回。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。

1、等待自己创建的进程

怎么使用WaitForSingleObject函数呢，假设我们现在启动系统的记事本程序，然后等待记事本结束，代码可以这样写：

       CString strCommand="";

       STARTUPINFO si = {sizeof(si)};

       PROCESS_INFORMATION pi;

       CHAR cWindowsDir[MAX_PATH];

       CHAR cCommand[MAX_PATH];

 

       GetWindowsDirectory(cWindowsDir,MAX_PATH);  //获取系统目录

       strCommand= (CString)cWindowsDir+"\\NotePad.exe";

       strcpy(cCommand,strCommand);  //得到记事本的程序路径

 

       BOOL bRet = CreateProcess(NULL,cCommand,NULL,NULL,FALSE,0,NULL,NULL,&si,&pi);//启动记事本程序

       if (bRet)

       {

              if (!WaitForSingleObject(pi.hProcess,INFINITE))// 等待记事本程序关闭

              {

                     AfxMessageBox("记事本已经关闭！");

              }

       }

 

2、等待已经存在的进程

现在我们知道记事本什么时候关闭了，那么关闭的时候我们就可以做我们想做的事情。但是一般的程序都不是通过CreateProcess创建的，要获取已经在运行状态的程序怎么办呢？没错，要想办法得到运行程序的进程ID，这就要借助OpenProcess函数，OpenProcess函数用来打开一个已经存在的进程对象，原形如下：

HANDLE OpenProcess ( DWORD dwDesiredAccess,

  BOOL bInheritHandle,

  DWORD dwProcessId

)

dwDesiredAccess参数，进程的操作权限。

bInheritHandle 句柄是否继承

dwProcessId进程ID

返回值：如果调用成功，函数返回一个该进程的句柄，如果失败返回NULL。

怎么获取进程ID呢，需要用到另外几个函数CreateToolHelp32Snapshot、Process32First、Process32Next，这几个函数都是在TLHELP32.H中，用来一起完成对系统进程的枚举（就像任务管理器把进程都枚举出来一样）

HANDLE WINAPI CreateToolhelp32Snapshot(

  DWORD dwFlags,

  DWORD th32ProcessID

);

dwFlags参数是一个标志，一般使用TH32CS_SNAPPROCESS，

th32ProcessID参数是进程ID，如果第一个参数是TH32CS_SNAPPROCESS，这个参数就会被忽略。

返回值，如果调用成功，返回一个Snapshot的句柄，失败返回INVALID_HANDLE_VALUE；

BOOL WINAPI Process32First(

  HANDLE hSnapshot,

  LPPROCESSENTRY32 lppe

);

hSnapshot参数需要赋值为通过CreateToolHelp32Snapshot的句柄

lppe参数 是进程的入口信息，需要定义一个PROCESSENTRY32类型的变量来获取这个值。

Process32Next和 Process32First函数的参数意义一致，这三个函数一起就可以不断对进程进行枚举，直到Process32Next的返回值为FALSE。

那么可以这样实现等待已经在运行的进程对象

PROCESSENTRY32  pe32;

HANDLE hSnaphot;

HANDLE hApp;

DWORD dProcess;

 

hSnaphot = CreateToolHelp32Snaphot(TH32CS_SNAPPROCESS,0); //获取进程快照

Process32First(hSnaphot, &pe32); //指向第一个进程

do

{

if (lstrcmpi(pe32.szExeFile,_T("NotePad.exe"))==0) //查找进程名称为NotePad.exe（记事本的程序）

{

dProcess = pe32.th32ProcessID;

break;

}

}while(Process32Next(hSnaphot, &pe32)); // 不断循环直到取不到进程

 

hApp= OpenProcess(

PROCESS_VM_OPERATION|SYNCHRONIZE,FALSE,dProcess);

//根据进程ID获取程序的句柄

       if (!WaitForSingleObject(hApp,INFINITE))// 等待记事本程序关闭

       {

              AfxMessageBox("记事本已经关闭！");

}

到现在，我们不但知道了怎么使用WaitForSingleObject的等待函数，还知道了GetWindowsDirectory、CreateProcess、OpenProcess、CreateToolHelp32Snapshot、Process32First、Process32Next等函数的用法，这些函数一起实现了我们想要的功能，而且还在其他方面起着重要的作用。