深入浅出Win32多线程设计之MFC的多线程（1）

、创建和终止线程

　　在MFC程序中创建一个线程，宜调用AfxBeginThread函数。该函数因参数不同而具有两种重载版本，分别对应工作者线程和用户接口（UI）线程。

　　工作者线程

CWinThread *AfxBeginThread( 　AFX_THREADPROC pfnThreadProc, //控制函数 　LPVOID pParam, //传递给控制函数的参数 　int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL, //线程的优先级 　UINT nStackSize = 0, //线程的堆栈大小 　DWORD dwCreateFlags = 0, //线程的创建标志 　LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL //线程的安全属性 );

　　工作者线程编程较为简单，只需编写线程控制函数和启动线程即可。下面的代码给出了定义一个控制函数和启动它的过程：

//线程控制函数 UINT MfcThreadProc(LPVOID lpParam) { 　CExampleClass *lpObject = (CExampleClass*)lpParam; 　if (lpObject == NULL || !lpObject->IsKindof(RUNTIME_CLASS(CExampleClass))) 　　return - 1; //输入参数非法 　//线程成功启动 　while (1) 　{ 　　...// 　} 　return 0; } //在MFC程序中启动线程 AfxBeginThread(MfcThreadProc, lpObject);

　　UI线程

　　创建用户界面线程时，必须首先从CWinThread 派生类，并使用 DECLARE_DYNCREATE 和 IMPLEMENT_DYNCREATE 宏声明此类。

　　下面给出了CWinThread类的原型（添加了关于其重要函数功能和是否需要被继承类重载的注释）：

class CWinThread : public CCmdTarget { 　DECLARE_DYNAMIC(CWinThread) 　public: 　　// Constructors 　　CWinThread(); 　　BOOL CreateThread(DWORD dwCreateFlags = 0, UINT nStackSize = 0, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL); 　　// Attributes 　　CWnd* m_pMainWnd; // main window (usually same AfxGetApp()->m_pMainWnd) 　　CWnd* m_pActiveWnd; // active main window (may not be m_pMainWnd) 　　BOOL m_bAutoDelete; // enables 'delete this' after thread termination 　　// only valid while running 　　HANDLE m_hThread; // this thread's HANDLE 　　operator HANDLE() const; 　　DWORD m_nThreadID; // this thread's ID 　　int GetThreadPriority(); 　　BOOL SetThreadPriority(int nPriority); 　　// Operations 　　DWORD SuspendThread(); 　　DWORD ResumeThread(); 　　BOOL PostThreadMessage(UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam); 　　// Overridables 　　//执行线程实例初始化，必须重写 　　virtual BOOL InitInstance(); 　　// running and idle processing 　　//控制线程的函数，包含消息泵，一般不重写 　　virtual int Run(); 　　//消息调度到TranslateMessage和DispatchMessage之前对其进行筛选， 　　//通常不重写 　　virtual BOOL PreTranslateMessage(MSG* pMsg); 　　virtual BOOL PumpMessage(); // low level message pump 　　//执行线程特定的闲置时间处理，通常不重写 　　virtual BOOL OnIdle(LONG lCount); // return TRUE if more idle processing 　　virtual BOOL IsIdleMessage(MSG* pMsg); // checks for special messages 　　//线程终止时执行清除，通常需要重写 　　virtual int ExitInstance(); // default will 'delete this' 　　//截获由线程的消息和命令处理程序引发的未处理异常，通常不重写 　　virtual LRESULT ProcessWndProcException(CException* e, const MSG* pMsg); 　　// Advanced: handling messages sent to message filter hook 　　virtual BOOL ProcessMessageFilter(int code, LPMSG lpMsg); 　　// Advanced: virtual access to m_pMainWnd 　　virtual CWnd* GetMainWnd(); 　　// Implementation 　public: 　　virtual ~CWinThread(); 　　#ifdef _DEBUG 　　　virtual void AssertValid() const; 　　　virtual void Dump(CDumpContext& dc) const; 　　　int m_nDisablePumpCount; // Diagnostic trap to detect illegal re-entrancy 　　#endif 　　void CommonConstruct(); 　　virtual void Delete(); 　　// 'delete this' only if m_bAutoDelete == TRUE 　　// message pump for Run 　　MSG m_msgCur; // current message 　public: 　　// constructor used by implementation of AfxBeginThread 　　CWinThread(AFX_THREADPROC pfnThreadProc, LPVOID pParam); 　　// valid after construction 　　LPVOID m_pThreadParams; // generic parameters passed to starting function 　　AFX_THREADPROC m_pfnThreadProc; 　　// set after OLE is initialized 　　void (AFXAPI* m_lpfnOleTermOrFreeLib)(BOOL, BOOL); 　　COleMessageFilter* m_pMessageFilter; 　protected: 　　CPoint m_ptCursorLast; // last mouse position 　　UINT m_nMsgLast; // last mouse message 　　BOOL DispatchThreadMessageEx(MSG* msg); // helper 　　void DispatchThreadMessage(MSG* msg); // obsolete };

　　启动UI线程的AfxBeginThread函数的原型为：

CWinThread *AfxBeginThread( 　//从CWinThread派生的类的 RUNTIME_CLASS 　CRuntimeClass *pThreadClass, 　int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL, 　UINT nStackSize = 0, 　DWORD dwCreateFlags = 0, 　LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL );

　　我们可以方便地使用VC++ 6.0类向导定义一个继承自CWinThread的用户线程类。下面给出产生我们自定义的CWinThread子类CMyUIThread的方法。

　　打开VC++ 6.0类向导，在如下窗口中选择Base Class类为CWinThread，输入子类名为CMyUIThread，点击"OK"按钮后就产生了类CMyUIThread。

　　其源代码框架为：

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CMyUIThread thread class CMyUIThread : public CWinThread { 　DECLARE_DYNCREATE(CMyUIThread) 　protected: 　　CMyUIThread(); // protected constructor used by dynamic creation 　　// Attributes 　public: 　　// Operations 　public: 　　// Overrides 　　// ClassWizard generated virtual function overrides 　　//{{AFX_VIRTUAL(CMyUIThread) 　　public: 　　　virtual BOOL InitInstance(); 　　　virtual int ExitInstance(); 　　//}}AFX_VIRTUAL 　　// Implementation 　protected: 　　virtual ~CMyUIThread(); 　　// Generated message map functions 　　//{{AFX_MSG(CMyUIThread) 　　　// NOTE - the ClassWizard will add and remove member functions here. 　　//}}AFX_MSG 　DECLARE_MESSAGE_MAP() }; ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CMyUIThread IMPLEMENT_DYNCREATE(CMyUIThread, CWinThread) CMyUIThread::CMyUIThread() {} CMyUIThread::~CMyUIThread() {} BOOL CMyUIThread::InitInstance() { 　// TODO: perform and per-thread initialization here 　return TRUE; } int CMyUIThread::ExitInstance() { 　// TODO: perform any per-thread cleanup here 　return CWinThread::ExitInstance(); } BEGIN_MESSAGE_MAP(CMyUIThread, CWinThread) //{{AFX_MSG_MAP(CMyUIThread) // NOTE - the ClassWizard will add and remove mapping macros here. //}}AFX_MSG_MAP END_MESSAGE_MAP()

　　使用下列代码就可以启动这个UI线程：

CMyUIThread *pThread; pThread = (CMyUIThread*) AfxBeginThread( RUNTIME_CLASS(CMyUIThread) );

　　另外，我们也可以不用AfxBeginThread 创建线程，而是分如下两步完成：

　　（1）调用线程类的构造函数创建一个线程对象；

　　（2）调用CWinThread::CreateThread函数来启动该线程。

　　在线程自身内调用AfxEndThread函数可以终止该线程：

void AfxEndThread( 　UINT nExitCode //the exit code of the thread );

　　对于UI线程而言，如果消息队列中放入了WM_QUIT消息，将结束线程。

　　关于UI线程和工作者线程的分配，最好的做法是：将所有与UI相关的操作放入主线程，其它的纯粹的运算工作交给独立的数个工作者线程。

　　候捷先生早些时间喜欢为MDI程序的每个窗口创建一个线程，他后来澄清了这个错误。因为如果为MDI程序的每个窗口都单独创建一个线程，在窗口进行切换的时候，将进行线程的上下文切换！

2.线程间通信

　　MFC中定义了继承自CSyncObject类的CCriticalSection 、CCEvent、CMutex、CSemaphore类封装和简化了WIN32 API所提供的临界区、事件、互斥和信号量。使用这些同步机制，必须包含"Afxmt.h"头文件。下图给出了类的继承关系：

　　作为CSyncObject类的继承类，我们仅仅使用基类CSyncObject的接口函数就可以方便、统一的操作CCriticalSection 、CCEvent、CMutex、CSemaphore类，下面是CSyncObject类的原型：

class CSyncObject : public CObject { 　DECLARE_DYNAMIC(CSyncObject) 　// Constructor 　public: 　　CSyncObject(LPCTSTR pstrName); 　　// Attributes 　public: 　　operator HANDLE() const; 　　HANDLE m_hObject; 　　// Operations 　　virtual BOOL Lock(DWORD dwTimeout = INFINITE); 　　virtual BOOL Unlock() = 0; 　　virtual BOOL Unlock(LONG /* lCount */, LPLONG /* lpPrevCount=NULL */) 　　{ return TRUE; } 　　// Implementation 　public: 　　virtual ~CSyncObject(); 　　#ifdef _DEBUG 　　　CString m_strName; 　　　virtual void AssertValid() const; 　　　virtual void Dump(CDumpContext& dc) const; 　　#endif 　　friend class CSingleLock; 　　friend class CMultiLock; };

　　CSyncObject类最主要的两个函数是Lock和Unlock，若我们直接使用CSyncObject类及其派生类，我们需要非常小心地在Lock之后调用Unlock。

　　MFC提供的另两个类CSingleLock（等待一个对象）和CMultiLock（等待多个对象）为我们编写应用程序提供了更灵活的机制，下面以实际来阐述CSingleLock的用法：

class CThreadSafeWnd { 　public: 　　CThreadSafeWnd(){} 　　~CThreadSafeWnd(){} 　　void SetWindow(CWnd *pwnd) 　　{ 　　　m_pCWnd = pwnd; 　　} 　　void PaintBall(COLORREF color, CRect &rc); 　private: 　　CWnd *m_pCWnd; 　　CCriticalSection m_CSect; }; void CThreadSafeWnd::PaintBall(COLORREF color, CRect &rc) { 　CSingleLock csl(&m_CSect); 　//缺省的Timeout是INFINITE，只有m_Csect被激活，csl.Lock()才能返回 　//true，这里一直等待 　if (csl.Lock()) ; 　{ 　　// not necessary 　　//AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState( )); 　　CDC *pdc = m_pCWnd->GetDC(); 　　CBrush brush(color); 　　CBrush *oldbrush = pdc->SelectObject(&brush); 　　pdc->Ellipse(rc); 　　pdc->SelectObject(oldbrush); 　　GdiFlush(); // don't wait to update the display 　} }

　　上述实例讲述了用CSingleLock对Windows GDI相关对象进行保护的方法，下面再给出一个其他方面的例子：

int array1[10], array2[10]; CMutexSection section; //创建一个CMutex类的对象 //赋值线程控制函数 UINT EvaluateThread(LPVOID param) { 　CSingleLock singlelock; 　singlelock(&section); 　//互斥区域 　singlelock.Lock(); 　for (int i = 0; i < 10; i++) 　　array1[i] = i; 　singlelock.Unlock(); } //拷贝线程控制函数 UINT CopyThread(LPVOID param) { 　CSingleLock singlelock; 　singlelock(&section); 　//互斥区域 　singlelock.Lock(); 　for (int i = 0; i < 10; i++) 　　array2[i] = array1[i]; 　singlelock.Unlock(); } } AfxBeginThread(EvaluateThread, NULL); //启动赋值线程 AfxBeginThread(CopyThread, NULL); //启动拷贝线程

　　上面的例子中启动了两个线程EvaluateThread和CopyThread，线程EvaluateThread把10个数赋值给数组array1[]，线程CopyThread将数组array1[]拷贝给数组array2[]。由于数组的拷贝和赋值都是整体行为，如果不以互斥形式执行代码段：

for (int i = 0; i < 10; i++) array1[i] = i;

　　和

for (int i = 0; i < 10; i++) array2[i] = array1[i];

　　其结果是很难预料的！

除了可使用CCriticalSection、CEvent、CMutex、CSemaphore作为线程间同步通信的方式以外，我们还可以利用PostThreadMessage函数在线程间发送消息：

BOOL PostThreadMessage(DWORD idThread, // thread identifier UINT Msg, // message to post WPARAM wParam, // first message parameter LPARAM lParam // second message parameter );

3.线程与消息队列

　　在WIN32中，每一个线程都对应着一个消息队列。由于一个线程可以产生数个窗口，所以并不是每个窗口都对应着一个消息队列。下列几句话应该作为"定理"被记住：

　　"定理" 一

　　所有产生给某个窗口的消息，都先由创建这个窗口的线程处理；

　　"定理" 二

　　Windows屏幕上的每一个控件都是一个窗口，有对应的窗口函数。

　　消息的发送通常有两种方式，一是SendMessage，一是PostMessage，其原型分别为：

LRESULT SendMessage(HWND hWnd, // handle of destination window 　UINT Msg, // message to send 　WPARAM wParam, // first message parameter 　LPARAM lParam // second message parameter ); BOOL PostMessage(HWND hWnd, // handle of destination window 　UINT Msg, // message to post 　WPARAM wParam, // first message parameter 　LPARAM lParam // second message parameter );

　　两个函数原型中的四个参数的意义相同，但是SendMessage和PostMessage的行为有差异。SendMessage必须等待消息被处理后才返回，而PostMessage仅仅将消息放入消息队列。SendMessage的目标窗口如果属于另一个线程，则会发生线程上下文切换，等待另一线程处理完成消息。为了防止另一线程当掉，导致SendMessage永远不能返回，我们可以调用SendMessageTimeout函数：

LRESULT SendMessageTimeout( 　HWND hWnd, // handle of destination window 　UINT Msg, // message to send 　WPARAM wParam, // first message parameter 　LPARAM lParam, // second message parameter 　UINT fuFlags, // how to send the message 　UINT uTimeout, // time-out duration 　LPDWORD lpdwResult // return value for synchronous call );