Windows上多线程同步相关的MFC类(1)

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Windows上多线程同步相关的MFC类

相关类

MFC中提供的用于多线程程序中进行线程同步的类可以分为两类：同步类和同步访问类。

同步类 synchronization class	用于确保对资源完整性访问进行控制的类	CSyncObject CSemaphore, CMutex CCriticalSection, CEvent
同步访问类 Synchronization access class	用于获取受控资源访问权限的类	CMultiLock CSingleLock

 

上面表格中的CSyncObject类为纯虚类，在实际中几乎不会直接使用它。它也是其它同步类的直接父类。

 

那么，在实际中应该如何判断到底需要使用上面的那个同步类了？一般遵循一下的原则：

1.        如果线程对资源的访问必须是在某个事件发生之后，那么可以使用CEvent。

2.        如果同一个程序中的多个线程可以在同一时刻访问资源，那么可以使用CSemaphore。

3.        如果多个程序可以访问资源，则可以使用CMutex；否则，使用CCriticalSection。

程序示例

CEvent

CEvent在线程必须等待某个事件发生后才能继续执行的情况下非常有用。它有两种工作模式：手动和自动。对于手动模式来说，事件的状态会一直保持到下一次调用SetEvent 或者 ResetEvent ；对于自动模式来说，事件的状态会在唤醒至少一个线程之后重新恢复到不可用的状态。

 

下面的代码演示了CEvent的典型用法。程序中通过两个线程来分别输出20个a和b字符，但是我们期待这两个字符的输出是相间的，也就是不要出现连续的a或者连续的b。

Visual Studio创建的控制台程序，支持MFC：

// CEventDemo.cpp :定义控制台应用程序的入口点。
//
 
#include "stdafx.h"
#include "CEventDemo.h"
 
#include "afxmt.h"
 
#include <conio.h>
 
 
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#endif
 
 
// 唯一的应用程序对象
 
CWinApp theApp;
 
using namespacestd;
 
CEvent TrigerB(false);//用来唤醒线程B，来输出字符b
CEvent TrigerA(true);//用来唤醒线程A，来输出字符a
 
//线程A:用来输出字符a
UINT __cdecl ThreadA( LPVOIDpParam )
{
    for( int count = 0; count < 20; count++)
    {
        WaitForSingleObject(TrigerA.m_hObject,INFINITE);//等待被唤醒
        cout<< " a " ;
        TrigerA.ResetEvent();//重置，防止该线程输出连续的a
        //TrigerA.PulseEvent();
        TrigerB.SetEvent();//唤醒线程B
    }
 
    return 0;
 
}
 
//线程B:用来输出字符b
UINT __cdecl ThreadB( LPVOIDpParam )
{
 
    for( int count = 0; count < 20; count++)
    {
        WaitForSingleObject(TrigerB.m_hObject,INFINITE);//等待被唤醒
        cout<< " b " ;
        TrigerB.ResetEvent();//重置，防止该线程输出连续的b
        //TrigerB.PulseEvent();
        TrigerA.SetEvent();//唤醒线程A
    }
 
    return 0;
}
 
int _tmain(intargc,TCHAR*argv[],TCHAR*envp[])
{
    int nRetCode = 0;
 
    // 初始化MFC并在失败时显示错误
    if (!AfxWinInit(::GetModuleHandle(NULL),NULL, ::GetCommandLine(), 0))
    {
        // TODO: 更改错误代码以符合您的需要
        _tprintf(_T("错误: MFC初始化失败\n"));
        nRetCode= 1;
    }
    else
    {
        // TODO: 在此处为应用程序的行为编写代码。
 
        CWinThread* threadA = AfxBeginThread(ThreadB,NULL);
        CWinThread* threadB = AfxBeginThread(ThreadA,NULL);
 
        WaitForSingleObject(threadB->m_hThread,INFINITE);
        WaitForSingleObject(threadA->m_hThread,INFINITE);
 
        char c = getch();
    }
 
    return nRetCode;
}

CCriticalSection

CCriticalSection主要用于资源在同一个时刻只允许一个线程访问的情况；也就是主要用于临界区对临界资源的访问。

 

示例程序如下，Visual Studio创建的控制台程序，支持MFC：

//CCriticalSectionDemo.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
 
#include "stdafx.h"
#include "CCriticalSectionDemo.h"
#include "afxmt.h"
 
#include <conio.h>
#include <windows.h>
 
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#endif
 
 
// 唯一的应用程序对象
 
CWinApp theApp;
 
using namespacestd;
 
const intsize= 10;
const inttotalCount= 10;
 
int data[size] = { 0 };
 
CCriticalSection cs;
 
//线程A:用来输出数组中的全部数值;输出次
UINT __cdecl PrintThread( LPVOIDpParam )
{
    for ( int count = 0; count < totalCount;count++)
    {
        cs.Lock();//每次输出之前，先申请访问临界区
 
        for( int index = 0; index < size;index++)
        {
            cout<< data[index]<< " ";
            Sleep(200);
        }
        cout<< endl;
 
        cs.Unlock();//资源访问完毕后，释放之
 
       
    }
 
    return 0;
 
}
 
//线程B:用来修改数组中的全部数值
UINT __cdecl ModifyThread( LPVOIDpParam )
{
   
    for ( int count = 0; count < totalCount;count++)
    {
        cs.Lock();//每次修改资源之前，申请先
 
        for( int index = 0; index < size;index++)
        {
             data[index] =count;
             Sleep(200);
        }
       
        cs.Unlock();//资源使用完毕，释放之
    }
 
    return 0;
}
 
 
int _tmain(intargc,TCHAR*argv[],TCHAR*envp[])
{
    int nRetCode = 0;
 
    // 初始化MFC并在失败时显示错误
    if (!AfxWinInit(::GetModuleHandle(NULL),NULL, ::GetCommandLine(), 0))
    {
        // TODO: 更改错误代码以符合您的需要
        _tprintf(_T("错误: MFC初始化失败\n"));
        nRetCode= 1;
    }
    else
    {
        // TODO: 在此处为应用程序的行为编写代码。
 
        CWinThread* pPrintThread = AfxBeginThread(PrintThread,NULL);
        CWinThread* pModifyThread = AfxBeginThread(ModifyThread,NULL);
 
        WaitForSingleObject(pPrintThread->m_hThread,INFINITE);
        WaitForSingleObject(pModifyThread->m_hThread,INFINITE);
 
 
        char c = getch();
    }
 
    return nRetCode;
}

 

上面程序的可能输出如下：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

7 7 7 7 7 7 7 7 7 7

8 8 8 8 8 8 8 8 8 8

 

如果去掉程序中所有的Lock和Unlock的调用，可能的输出则如下：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1 0 1 1 1

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

6 6 7 7 7 7 7 7 7 7

8 8 8 8 8 8 8 8 7 7

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

注意其中的第二行，第八行和第九行的输出，这样的输出没有保证打印线程和修改线程对资源访问的完整性。也就是说出现了，修改线程和打印线程对资源访问的交叉。

 

增加了cs的Lock和Unlock操作之后，就避免了这种情况的发生。

注意：增加了cs的操作并不能保证打印操作总是在每次修改之后就进行的，想要输出：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

7 7 7 7 7 7 7 7 7 7

8 8 8 8 8 8 8 8 8 8

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

则可以使用前面说到的CEvent，因为打印线程总是要在每次修改操作完成之后进行的。