进程和线程的关系
程序→运行→进程
一个进程至少有一个线程，一个进程可以有多个线程
简单的程序设计，一个进程一个线程，即主线程，若主线程需要进行大量运算时，会影响对话框的其他操作，表现为程序未响应的阻塞状态。
高级的程序设计，一个进程多个线程
一、 创建(启动)线程
//创建线程函数
AfxBeginThread()
//线程函数
typedef UINT(AFX_CDECL *AFX THREADPROC)(LPVOID);
在VS上利用基于对话框的MFC编程，建立名为Demo的项目，如下窗口：
其中，从左到右的静态文本框，分别改ID为：IDC_OUTPUT_1、IDC_OUTPUT_2、IDC_OUTPUT_3。按钮默认。
1、button1直接用主线程
在Demodlg.cpp中修改button1函数
//直接用主线程
void CDemoDlg::OnBnClickedButton1()
{
// TODO:在此添加控件通知处理程序代码
for(int i=1; i<=100; i++)
{
SetDlgItemInt(IDC_OUTPUT_1, i);
Sleep(1000);//等待1s
}
}
运行：结果在点击button1后，程序发生阻塞如下图：
2、button2中调用线程函数：
在Demodlg.h中声明线程函数（必须是全局）：
//线程函数的名字可以任意，但是返回类型和参数必须如下
UINT DemoA(LPVOID pParam);
// CDemoDlg对话框
class CDemoDlg: public CDialogEx
{
....
}
在Demodlg.cpp中定义线程函数
UINT DemoA(LPVOID pParam)
{
for(int m=1; m<=100; m++)
{
//全局调用，获得主窗口的句柄
::SetDlgItemInt(AfxGetApp()->mpMainWnd->mhWnd, IDC_OUTPUT_2, m,false);
Sleep(500);
}
return 0:
}
在Demodlg.cpp中修改button2函数
void CDemoDlg::OnBnClickedButton2()
{
// TODO:在此添加控件通知处理程序代码
//调用线程
AfxBeginThread (DemoA, NULL);//NULL：不传递线程函数的pParam参数，pParam参数
}
这次运行后，就可以操作其他事件，不会发生阻塞。
3、button3中再调用线程函数DemoB：
创建方法类似，不再赘述。运行后button2、button3能独立操作。
补充：
SetDlgItemInt函数的定义如下，该函数将uValue的值设为对话框控件的文本：
/*
（1）hDlg：指向对话框窗口的句柄。
（2）nIDDlgItem：要改变其文本的控件ID。
（3）uValue：指向要设置的值。
（4）bSigned：指定uValue是否为一个有符号的值。
*/
BOOL SetDlgItemInt(HWND hDlg,int nIDDlgItem,UINT uValue,BOOL bSigned);
二、 线程控制
线程的控制主要有：启动线程、暂停（挂起）线程、继续线程、终止线程。
将案例一的窗口修改如下，之前的button2改为启动，依次再添加暂停、继续、停止键：
在Demodlg.cpp中定义全局变量用于保存线程指针：
CWinThread* g_pThreadA;
在Demodlg.cpp构造函数中初始化指针为NULL
CDemoDlg::CDemoDlg(CWnda pParent /*-NULL*/)
:CDialogEx(CDemoDlg::IDD, pParent)
{
mhIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINPRAME);
g_ThreadA = NULL:
}
在Demodlg.cpp中完善案例一button2中的线程启动函数：
void CDemoDlg::OnBnClickedButton2()
{
// TODO:在此添加控件通知处理程序代码]
if (g_pThreadA == NULL)
{
g_pThreadA = AfxBeginThread(DemoA, NULL);
}
else
{
AfxMessageBox(T("线程已经启动！"));
}
}
1、暂停线程
在Demodlg.cpp中修改“暂停”按钮事件函数：
void CDemoDlg::OnBnClickedButtonSuspend()
{
// TODO:在此添加控件通知处理程序代码
if(g_pThreadA == NULL)
{
AfxMessageBox(T("线程不存在！"));
}
else
{
g-pThreadA->SuspendThread(); //暂停,挂起
}
}
2、继续线程
在Demodlg.cpp中修改“继续”按钮事件函数：
void CDemoDlg::OnBnClickedButtonResume()
{
// TODO:在此添加控件通知处理程序代码
if(g_pThreadA == NULL)
{
AfxMessageBox(T("线程不存在！"));
}
else
{
g-pThreadA->ResumeThread(); //暂停,挂起
}
}
3、终止线程
在Demodlg.cpp中再定义一个BOOL类型的全局变量
CWinThread* g_pThreadA;
BOOL g_bRunningA;
在Demodlg.cpp构造函数中初始化g_bRunningA变量
CDemoDlg::CDemoDlg(CWnda pParent /*-NULL*/)
:CDialogEx(CDemoDlg::IDD, pParent)
{
mhIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINPRAME);
g_ThreadA = NULL:
g_bRunningA = FALSE;
}
在Demodlg.cpp中完善button2按钮的启动函数
void CDemoDlg::OnBnClickedButton2()
{
// TODO:在此添加控件通知处理程序代码]
if (g_pThreadA == NULL)
{
g_pThreadA = AfxBeginThread(DemoA, NULL);
g_bRunningA = TRUE;
}
else
{
AfxMessageBox(T("线程已经启动！"));
}
}
在Demodlg.cpp中修改“终止”按钮事件函数：
void CDemoDlg::OnBnClickedEnd()
{
if(g_pThreadA == NULL)
{
AfxMessageBox(T("线程不存在！"));
}
else
{
g_bRunningA = FALSE;
}
}
在Demodlg.cpp中修改线程函数：
UINT DemoA(LPVOID pParam)
{
for(int m=1; m<=100; m++)
{
if(!g_bRunningA) break;
//全局调用，获得主窗口的句柄
::SetDlgItemInt(AfxGetApp()->mpMainWnd->mhWnd, IDC_OUTPUT_2, m,false);
Sleep(500);
}
g_pThreadA = NULL;
g_bRunningA = FALSE;
return 0:
}
运行：能够暂停、继续、终止线程。
三、 线程同步
线程同步：一次只允许一个线程对共享资源进行操作。
在VS上利用基于对话框的MFC编程，建立名为Demo的项目，如下窗口：
1、建立第一个线程
在Demodlg.h中声明线程函数：
//ThreadProcA为函数名，可以任意
UINT ThreadProcA(LPVDID pParam);
// CDemoDlg对话框
class CDemoDlg: public CDialogEx
{
....
}
在Demodlg.cpp中定义线程函数：
//定义两个全局变量作为共享资源
int k = 1;
int total = 0:
UINT ThreadProcA(LPVOID pParam)
{
for(int i=1; i<=100000000; i++)
{
k = k*2:
k = k/2;
total += k;
}
::SetDlgItemInt(AfxGetApp()->mpMainWnd->mhWnd, IDC_OUTPUT, total,false);
return 0;
}
在Demodlg.cpp中修改button1的事件函数调用线程：
void CDemoDlg::OnBnClickedButton1()
{
// TODO:在此添加控件通知处理程序代码
AfxBeginThread(ThreadProcA, NULL);
}
2、新建按钮调用第二个线程函数
在
Demodlg.h中声明线程函数ThreadProcB：
//ThreadProcA为函数名，可以任意
UINT ThreadProcA(LPVDID pParam);
//ThreadProcB为函数名，可以任意
UINT ThreadProcB(LPVDID pParam);
// CDemoDlg对话框
class CDemoDlg: public CDialogEx
{
....
}
在Demodlg.cpp中定义线程函数ThreadProcB：
UINT ThreadProcB(LPVOID pParam)
{
for(int j=1; j<=100000000; j++)
{
k = k*2:
k = k/2;
total += k;
}
::SetDlgItemInt(AfxGetApp()->mpMainWnd->mhWnd, IDC_OUTPUT, total,false);
return 0;
}
在Demodlg.cpp中修改button2的事件函数调用线程：
void CDemoDlg::OnBnClickedButton2()
{
// TODO:在此添加控件通知处理程序代码
AfxBeginThread(ThreadProcB, NULL);
}
运行结果：
如果按完button1后，一段时间后按button2，则显示200000000，符合预期；
如果按完button1后，立即按button2，显示结果不可预知。这是因为另一个按钮button2用了button1线程函数中k，total变量的中间结果。
分析：
下述线程函数的循环体为临界区域代码：
k = k*2:
k = k/2;
total += k;
每个线程函数进入临界区域代码前应该加锁，执行完临界区域代码后要解锁。
3、线程同步的方法
线程同步的方法主要有4中：临界区CCriticalSection、互斥量CMutex、信号量CSemahore、事件CEvent
①临界区（关键区）
在Demodlg.cpp中定义全局指针变量g_pCS指向临界区对象：
CCriticalSection* g_pCS;
在Demodlg.cpp构造函数中创建临界区对象
CDemoDlg::CDemoDlg(CWnda pParent /*-NULL*/)
:CDialogEx(CDemoDlg::IDD, pParent)
{
mhIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINPRAME);
g_pCS = new CCriticalSection();//有new就要有delete
}
在Demodlg.h中声明析构函数~CDemoDlg()：
class CDemoDlg: public CDialogEx
{
//构造
public:
CDemoDlg(CWnd* pParent = NULL) ; //标准构造函数
~CDemoDlg();//析构函数
//对话框数据
enum { IDD = IDD_DEMO_DIALOG };
.......
}
在Demodlg.cpp中定义析构函数~CDemoDlg()：
CDemoDlg::~CDemoDlg()
{
delete g_pCS;
g_pCS = NULL;
}
在Demodlg.cpp线程函数中给临界区代码加锁：
//线程一
UINT ThreadProcA(LPVOID pParam)
{
for(int i=1; i<=100000000; i++)
{
g_pCS->Lock();//加锁
k = k*2:
k = k/2;
total += k;
g_pCS->Unlock();//解锁
}
::SetDlgItemInt(AfxGetApp()->mpMainWnd->mhWnd, IDC_OUTPUT, total,false);
return 0;
}
//线程二
UINT ThreadProcB(LPVOID pParam)
{
for(int j=1; j<=100000000; j++)
{
g_pCS->Lock();//加锁
k = k*2:
k = k/2;
total += k;
g_pCS->Unlock();//解锁
}
::SetDlgItemInt(AfxGetApp()->mpMainWnd->mhWnd, IDC_OUTPUT, total,false);
return 0;
}
结果：运行速度变慢，但结果正确。是4种方法中运算最快的！
②互斥量
在Demodlg.cpp中定义全局指针变量g_pMutex指向互斥量对象：
CMutex* g_pMutex;
在Demodlg.cpp构造函数中创建互斥量对象
CDemoDlg::CDemoDlg(CWnda pParent /*-NULL*/)
:CDialogEx(CDemoDlg::IDD, pParent)
{
mhIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINPRAME);
g_pMutex = new CMutex();//有new就要有delete
}
在Demodlg.h中声明析构函数~CDemoDlg()：
class CDemoDlg: public CDialogEx
{
//构造
public:
CDemoDlg(CWnd* pParent = NULL) ; //标准构造函数
~CDemoDlg();//析构函数
//对话框数据
enum { IDD = IDD_DEMO_DIALOG };
.......
}
在Demodlg.cpp中定义析构函数~CDemoDlg()：
CDemoDlg::~CDemoDlg()
{
delete g_pMutex;
g_pMutex = NULL;
}
在Demodlg.cpp线程函数中给临界区代码加锁：
//线程一
UINT ThreadProcA(LPVOID pParam)
{
CSingleLock singleLock(g_pMutex) ;
for(int j=1; j<=100000000; j++)
{
singleLock.Lock();
if(singleLock.IsLocked())
{
k = k*2:
k = k/2;
total += k;
singleLock.Unlock();
}
}
::SetDlgItemInt(AfxGetApp()->mpMainWnd->mhWnd, IDC_OUTPUT, total,false);
return 0;
}
//线程二
UINT ThreadProcB(LPVOID pParam)
{
CSingleLock singleLock(g_pMutex) ;
for(int i=1; i<=100000000; i++)
{
singleLock.Lock();
if(singleLock.IsLocked())
{
k = k*2:
k = k/2;
total += k;
singleLock.Unlock();
}
::SetDlgItemInt(AfxGetApp()->mpMainWnd->mhWnd, IDC_OUTPUT, total,false);
return 0;
}
运行结果：显示结果正确，运算特别慢。
③信号量
在Demodlg.cpp中定义全局指针变量g_pSemaphore指向信号量对象：
CSemaphore* g_pSemaphore;
在Demodlg.cpp构造函数中创建信号量对象
CDemoD1g::CDemoDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/)
: CDialogEx(CDemoDlg::IDD, pParent)
{
m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR MAINFRAME):
g_pSemaphore = new CSemaphore(1,1)；//初始计数是1，最大计数是1，实际上信号量很复杂，可以用于复杂的线程同步。
}
在Demodlg.h中声明析构函数~CDemoDlg()：
class CDemoDlg: public CDialogEx
{
//构造
public:
CDemoDlg(CWnd* pParent = NULL) ; //标准构造函数
~CDemoDlg();//析构函数
//对话框数据
enum { IDD = IDD_DEMO_DIALOG };
.......
}
在Demodlg.cpp中定义析构函数~CDemoDlg()：
CDemoDlg::~CDemoDlg()
{
delete g_pSemaphore;
g_pSemaphore = NULL;
}
在Demodlg.cpp线程函数中给临界区代码加锁，和互斥量代码非常相似：
//线程一
UINT ThreadProcA(LPVOID pParam)
{
CSingleLock singleLock(g_pSemaphore) ;
for(int j=1; j<=100000000; j++)
{
singleLock.Lock();
if(singleLock.IsLocked())
{
k = k*2:
k = k/2;
total += k;
singleLock.Unlock();
}
}
::SetDlgItemInt(AfxGetApp()->mpMainWnd->mhWnd, IDC_OUTPUT, total,false);
return 0;
}
//线程二
UINT ThreadProcB(LPVOID pParam)
{
CSingleLock singleLock(g_pSemaphore) ;
for(int i=1; i<=100000000; i++)
{
singleLock.Lock();
if(singleLock.IsLocked())
{
k = k*2:
k = k/2;
total += k;
singleLock.Unlock();
}
::SetDlgItemInt(AfxGetApp()->mpMainWnd->mhWnd, IDC_OUTPUT, total,false);
return 0;
}
运行结果：显示结果正确，运算特别慢。
④事件
在Demodlg.cpp中定义全局指针变量g_pEvent指向事件对象：
CEvent* g_pEvent;
在Demodlg.cpp构造函数中创建事件对象
CDemoD1g::CDemoDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/)
: CDialogEx(CDemoDlg::IDD, pParent)
{
m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR MAINFRAME):
g_pEvent = new CEvent(TRUE);
}
在Demodlg.h中声明析构函数~CDemoDlg()：
class CDemoDlg: public CDialogEx
{
//构造
public:
CDemoDlg(CWnd* pParent = NULL) ; //标准构造函数
~CDemoDlg();//析构函数
//对话框数据
enum { IDD = IDD_DEMO_DIALOG };
.......
}
在Demodlg.cpp中定义析构函数~CDemoDlg()：
CDemoDlg::~CDemoDlg()
{
delete g_pEvent;
g_pEvent = NULL;
}
在Demodlg.cpp线程函数中给临界区代码加锁：
//线程一
UINT ThreadProcA(LPVOID pParam)
{
CSingleLock singleLock(g_pEvent) ;
for(int j=1; j<=100000000; j++)
{
singleLock.Lock();
if(singleLock.IsLocked())
{
k = k*2:
k = k/2;
total += k;
singleLock.Unlock();
g_pEvent->SetEvent();//发信号给其他线程
}
}
::SetDlgItemInt(AfxGetApp()->mpMainWnd->mhWnd, IDC_OUTPUT, total,false);
return 0;
}
//线程二
UINT ThreadProcB(LPVOID pParam)
{
CSingleLock singleLock(g_pEvent) ;
for(int i=1; i<=100000000; i++)
{
singleLock.Lock();
if(singleLock.IsLocked())
{
k = k*2:
k = k/2;
total += k;
singleLock.Unlock();
g_pEvent->SetEvent();//发信号给其他线程
}
::SetDlgItemInt(AfxGetApp()->mpMainWnd->mhWnd, IDC_OUTPUT, total,false);
return 0;
}
运行结果：显示结果正确，运算特别慢。
4种方法种最快的是临界区对象。