C++ 多线程编程 代码实现多线程

1.多线程

1.1 基础知识

多线程编程技术中，多个任务由不同的线程去执行，不同线程各自占用一段CPU时间，当前任务没有执行完毕，也会让出CPU时间去执行其他的线程，这样在外界看来是多个任务同时进行的，一定程度上能够改善用户对软件的体验，提高软件的友好性。

1.2 进程与线程

进程：进程就是正在执行的程序，比如邮件系统正在发送邮件；QQ正在聊天等程序。程序是计算机中静态的应用，例如邮箱、QQ，进程是动态的概念，静态的程序正在执行就可以称为进程了。每个进程中至少有一个线程，即使没有使用多线程技术，进程也包含了一个主线程。每个进程都会有自己的内存地址空间和CPU运行时间等一系列资源，进程的3中状态：

1）运行态：正在CPU中执行

2）就绪态：运行准备就绪，正在等待CPU空闲

3）阻塞态：不能得到所需要的运行资源而不能运行

线程：是程序的最小执行单位，是操作系统分配CPU时间的最小实体。一个进程的执行是从主线程开始的，可以在程序执行过程中任何地方开辟新的线程，即其他线程都是由主线程创建的。一个进程的执行，即是进程中的某个线程正在执行。

进程与线程的关系：线程属于进程，线程运行在进程空间内，同一进程产生的线程共享同一内存空间，当一个进程退出时，该进程上的所有线程都会被强制退出并清除。

1.3 使用多线程的好处

1）线程在进程内创建，终止线程比创建、终止进程要快

2）同一进程中的线程切换比进程切换要快，尤其是用户级线程间的切换

3）每个进程都有独立的地址空间，该进程中的所有线程共享该地址空间。因此线程的出现解决了父子进程中，子进程必须复制父进程中的地址空间。

4）线程对解决客户——服务器模型非常有效

1.4 多线程使用准则

1）应用程序的各个任务相对独立

2）某些任务耗时较多

3）各任务有不用的优先级

4）某些实时性应用程序

2. 线程调度

一旦进程中有了多个线程后，就需要对这些线程进行管理和调度。线程调度有操作系统来完成，不同的操作系统采用不同的方式，例如轮询法、优先级排序等。windows系统是一个优先级驱动、抢占式操作系统，即采用优先级排序的方式来实现线程调度，即正在执行的线程可能因为一个更高优先级的线程出现而被抢占CPU时间片。

有如下情景将发生线程调度：

1）线程的状态变为就绪状态，例如有一个创建了一个新的线程

2）线程的时间片结束而离开运行状态

3）线程的优先级发生了变化

4）出现了更高优先级的线程

每个线程都将被赋予一个优先级，优先级范围为0（低）——>31（高），并且规定只有0页系统线程才能拥有0级优先级。线程的最初优先级由进程优先级和线程所处的优先级层次决定。

每个进程也有一个优先级，进程的优先级在通过CreateProcess()函数创建时指定，从小到大共有6级。

所有线程在创建时都有一个默认的优先级，可以在创建时进行修改，线程调度不会考虑线程所属的同一级别的进程。

3.线程函数

线程函数是线程创建后要执行的函数，通过自定义实现线程函数，后在创建线程时把函数名作为参数传入线程创建函数中。线程函数可以是一个全局函数或者类的静态函数，线程函数必须有返回值，返回值将作为线程的退出代码。声明如下：

DWORD WINAPI ThreadProc(LPVOID lpParameter);

参数说明

lpParameter 指向某一个线程，在创建线程时会会事先定义该参数

4. 线程对象与句柄

在创建线程时，操作系统会创建一个内核对象来存放线程信息，并通过一个线程句柄来指向内核对象，从而间接实现对线程的管理。

线程在创建成功后会返回一个线程IP，用来标识该线程。

5. 涉及函数

GetCurrentThreadId()        // 得到线程id
ExitThread()                // 退出线程
CreateThread()                // 创建线程
sleep(1500)                    //线程休眠
GetExitCodeThread()            // 得到线程退出码
closeHandle()                // 关闭处理线程的句柄

  实验一下：

#include
#include
#include
#include 
using namespace std;
#define  BUF_SIZE 255

DWORD WINAPI ThreadProc(LPVOID lpParameter) {
    cout << "线程ID=" << GetCurrentThreadId() << endl;
    cout << "线程即将结束" << endl;
    ExitThread(1);
    cout << "这句话不会打印出来" << endl;
    return 0;
}
int main() {

    HANDLE h;        // 处理线程的句柄
    DWORD dwCode, dwID;
    h = CreateThread(NULL, 0, ThreadProc, NULL, 0, &dwID);        // 创建子线程
    Sleep(1500);        // 主线程休眠1.5秒
    GetExitCodeThread(h, &dwCode);        // 得到线程退出码
    cout << "退出的线程代码为" << dwID << "  " << dwCode << endl;
    CloseHandle(h);
    
    system("pause");
    return 0;
}

实验结果：