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當(dāng)前流行的Windows操作系統(tǒng)能同時(shí)運(yùn)行幾個(gè)程序(獨(dú)立運(yùn)行的程序又稱之為進(jìn)程)，對(duì)于同一個(gè)程序，它又可以分成若干個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行流，我們稱之為線程，線程提供了多任務(wù)處理的能力。用進(jìn)程和線程的觀點(diǎn)來(lái)研究軟件是當(dāng)今普遍采用的方法，進(jìn)程和線程的概念的出現(xiàn)，對(duì)提高軟件的并行性有著重要的意義。現(xiàn)在的大型應(yīng)用軟件無(wú)一不是多線程多任務(wù)處理，單線程的軟件是不可想象的。因此掌握多線程多任務(wù)設(shè)計(jì)方法對(duì)每個(gè)程序員都是必需要掌握的。本實(shí)例針對(duì)多線程技術(shù)在應(yīng)用中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，如線程間的通信、同步等，分別進(jìn)行探討，并利用多線程技術(shù)進(jìn)行線程之間的通信，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字的簡(jiǎn)單排序。
一、 實(shí)現(xiàn)方法
1、理解線程
要講解線程，不得不說(shuō)一下進(jìn)程，進(jìn)程是應(yīng)用程序的執(zhí)行實(shí)例，每個(gè)進(jìn)程是由私有的虛擬地址空間、代碼、數(shù)據(jù)和其它系統(tǒng)資源組成。進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的資源隨著進(jìn)程的終止而死亡。線程的基本思想很簡(jiǎn)單，它是一個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行流，是進(jìn)程內(nèi)部的一個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行單元，相當(dāng)于一個(gè)子程序，它對(duì)應(yīng)于Visual C++中的CwinThread類對(duì)象。單獨(dú)一個(gè)執(zhí)行程序運(yùn)行時(shí)，缺省地包含的一個(gè)主線程，主線程以函數(shù)地址的形式出現(xiàn)，提供程序的啟動(dòng)點(diǎn)，如main（）或WinMain（）函數(shù)等。當(dāng)主線程終止時(shí)，進(jìn)程也隨之終止。根據(jù)實(shí)際需要，應(yīng)用程序可以分解成許多獨(dú)立執(zhí)行的線程，每個(gè)線程并行的運(yùn)行在同一進(jìn)程中。
一個(gè)進(jìn)程中的所有線程都在該進(jìn)程的虛擬地址空間中，使用該進(jìn)程的全局變量和系統(tǒng)資源。操作系統(tǒng)給每個(gè)線程分配不同的CPU時(shí)間片，在某一個(gè)時(shí)刻，CPU只執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片內(nèi)的線程，多個(gè)時(shí)間片中的相應(yīng)線程在CPU內(nèi)輪流執(zhí)行，由于每個(gè)時(shí)間片時(shí)間很短，所以對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，仿佛各個(gè)線程在計(jì)算機(jī)中是并行處理的。操作系統(tǒng)是根據(jù)線程的優(yōu)先級(jí)來(lái)安排CPU的時(shí)間，優(yōu)先級(jí)高的線程優(yōu)先運(yùn)行，優(yōu)先級(jí)低的線程則繼續(xù)等待。
線程被分為兩種：用戶界面線程和工作線程（又稱為后臺(tái)線程）。用戶界面線程通常用來(lái)處理用戶的輸入并響應(yīng)各種事件和消息，其實(shí)，應(yīng)用程序的主執(zhí)行線程CWinAPP對(duì)象就是一個(gè)用戶界面線程，當(dāng)應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建和啟動(dòng)，同樣它的終止也意味著該程序的結(jié)束，進(jìn)程終止。工作線程用來(lái)執(zhí)行程序的后臺(tái)處理任務(wù)，比如計(jì)算、調(diào)度、對(duì)串口的讀寫(xiě)操作等，它和用戶界面線程的區(qū)別是它不用從CWinThread類派生來(lái)創(chuàng)建，對(duì)它來(lái)說(shuō)最重要的是如何實(shí)現(xiàn)工作線程任務(wù)的運(yùn)行控制函數(shù)。工作線程和用戶界面線程啟動(dòng)時(shí)要調(diào)用同一個(gè)函數(shù)的不同版本；最后需要讀者明白的是，一個(gè)進(jìn)程中的所有線程共享它們父進(jìn)程的變量，但同時(shí)每個(gè)線程可以擁有自己的變量。
2、線程的管理和操作
（一）線程的啟動(dòng)
創(chuàng)建一個(gè)用戶界面線程，首先要從類CwinThread產(chǎn)生一個(gè)派生類，同時(shí)必須使用DECLARE_DYNCREATE和IMPLEMENT_DYNCREATE來(lái)聲明和實(shí)現(xiàn)這個(gè)CwinThread派生類。第二步是根據(jù)需要重載該派生類的一些成員函數(shù)如：ExitInstance（）、InitInstance（）、OnIdle（）、PreTranslateMessage（）等函數(shù)。最后調(diào)用AfxBeginThread()函數(shù)的一個(gè)版本：CWinThread* AfxBeginThread( CRuntimeClass* pThreadClass, int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL, UINT nStackSize = 0, DWORD dwCreateFlags = 0, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL ) 啟動(dòng)該用戶界面線程，其中第一個(gè)參數(shù)為指向定義的用戶界面線程類指針變量，第二個(gè)參數(shù)為線程的優(yōu)先級(jí)，第三個(gè)參數(shù)為線程所對(duì)應(yīng)的堆棧大小，第四個(gè)參數(shù)為線程創(chuàng)建時(shí)的附加標(biāo)志，缺省為正常狀態(tài)，如為CREATE_SUSPENDED則線程啟動(dòng)后為掛起狀態(tài)。
對(duì)于工作線程來(lái)說(shuō)，啟動(dòng)一個(gè)線程，首先需要編寫(xiě)一個(gè)希望與應(yīng)用程序的其余部分并行運(yùn)行的函數(shù)如Fun1()，接著定義一個(gè)指向CwinThread對(duì)象的指針變量*pThread,調(diào)用AfxBeginThread(Fun1,param,priority)函數(shù)，返回值賦給pThread變量的同時(shí)一并啟動(dòng)該線程來(lái)執(zhí)行上面的Fun1（）函數(shù)，其中Fun1是線程要運(yùn)行的函數(shù)的名字，也既是上面所說(shuō)的控制函數(shù)的名字，param是準(zhǔn)備傳送給線程函數(shù)Fun1的任意32位值，priority則是定義該線程的優(yōu)先級(jí)別，它是預(yù)定義的常數(shù)，讀者可參考MSDN。
（二）線程的優(yōu)先級(jí)
以下的CwinThread類的成員函數(shù)用于線程優(yōu)先級(jí)的操作：
int GetThreadPriority（）；
BOOL SetThradPriority（）(int nPriority)；
上述的二個(gè)函數(shù)分別用來(lái)獲取和設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)，這里的優(yōu)先級(jí)，是相對(duì)于該線程所處的優(yōu)先權(quán)層次而言的，處于同一優(yōu)先權(quán)層次的線程，優(yōu)先級(jí)高的線程先運(yùn)行；處于不同優(yōu)先權(quán)層次上的線程，誰(shuí)的優(yōu)先權(quán)層次高，誰(shuí)先運(yùn)行。至于優(yōu)先級(jí)設(shè)置所需的常數(shù)，自己參考MSDN就可以了，要注意的是要想設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)，這個(gè)線程在創(chuàng)建時(shí)必須具有THREAD_SET_INFORMATION訪問(wèn)權(quán)限。對(duì)于線程的優(yōu)先權(quán)層次的設(shè)置，CwinThread類沒(méi)有提供相應(yīng)的函數(shù)，但是可以通過(guò)Win32 SDK函數(shù)GetPriorityClass（）和SetPriorityClass（）來(lái)實(shí)現(xiàn)。
（三）線程的懸掛和恢復(fù)
CWinThread類中包含了應(yīng)用程序懸掛和恢復(fù)它所創(chuàng)建的線程的函數(shù)，其中SuspendThread（）用來(lái)懸掛線程，暫停線程的執(zhí)行；ResumeThread（）用來(lái)恢復(fù)線程的執(zhí)行。如果你對(duì)一個(gè)線程連續(xù)若干次執(zhí)行SuspendThread（），則需要連續(xù)執(zhí)行相應(yīng)次的ResumeThread（）來(lái)恢復(fù)線程的運(yùn)行。
（四）結(jié)束線程
終止線程有三種途徑，線程可以在自身內(nèi)部調(diào)用AfxEndThread()來(lái)終止自身的運(yùn)行；可以在線程的外部調(diào)用BOOL TerminateThread( HANDLE hThread, DWORD dwExitCode )來(lái)強(qiáng)行終止一個(gè)線程的運(yùn)行，然后調(diào)用CloseHandle（）函數(shù)釋放線程所占用的堆棧；第三種方法是改變?nèi)肿兞浚咕�程的執(zhí)行函數(shù)返回，則該線程終止。下面以第三種方法為例，給出部分代碼：
////////////////////////////////////////////////////////////////
//////CtestView message handlers
/////Set to True to end thread
Bool bend=FALSE;//定義的全局變量，用于控制線程的運(yùn)行；
//The Thread Function；
UINT ThreadFunction(LPVOID pParam)//線程函數(shù)
{
while(!bend)
{
Beep(100,100);
Sleep(1000);
}
return 0;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////
CwinThread *pThread;
HWND hWnd;
Void CtestView::OninitialUpdate()
{
hWnd=GetSafeHwnd();
pThread=AfxBeginThread(ThradFunction,hWnd);//啟動(dòng)線程
pThread->m_bAutoDelete=FALSE;//線程為手動(dòng)刪除
Cview::OnInitialUpdate();
}
////////////////////////////////////////////////////////////////
Void CtestView::OnDestroy()
{
bend=TRUE;//改變變量，線程結(jié)束
WaitForSingleObject(pThread->m_hThread,INFINITE);//等待線程結(jié)束
delete pThread;//刪除線程
Cview::OnDestroy();
}
3、線程之間的通信
通常情況下，一個(gè)次級(jí)線程要為主線程完成某種特定類型的任務(wù)，這就隱含著表示在主線程和次級(jí)線程之間需要建立一個(gè)通信的通道。一般情況下，有下面的幾種方法實(shí)現(xiàn)這種通信任務(wù)：使用全局變量（上一節(jié)的例子其實(shí)使用的就是這種方法）、使用事件對(duì)象、使用消息。這里我們主要介紹后兩種方法。
（一） 利用用戶定義的消息通信
在Windows程序設(shè)計(jì)中，應(yīng)用程序的每一個(gè)線程都擁有自己的消息隊(duì)列，甚至工作線程也不例外，這樣一來(lái)，就使得線程之間利用消息來(lái)傳遞信息就變的非常簡(jiǎn)單。首先用戶要定義一個(gè)用戶消息，如下所示：#define WM_USERMSG WMUSER+100；在需要的時(shí)候，在一個(gè)線程中調(diào)用：：PostMessage((HWND)param,WM_USERMSG,0,0)或CwinThread::PostThradMessage（）來(lái)向另外一個(gè)線程發(fā)送這個(gè)消息，上述函數(shù)的四個(gè)參數(shù)分別是消息將要發(fā)送到的目的窗口的句柄、要發(fā)送的消息標(biāo)志符、消息的參數(shù)WPARAM和LPARAM。下面的代碼是對(duì)上節(jié)代碼的修改，修改后的結(jié)果是在線程結(jié)束時(shí)顯示一個(gè)對(duì)話框，提示線程結(jié)束：
UINT ThreadFunction(LPVOID pParam)
{
while(!bend)
{
Beep(100,100);
Sleep(1000);
}
：：PostMessage(hWnd,WM_USERMSG,0,0)；
return 0;
}
////////WM_USERMSG消息的響應(yīng)函數(shù)為OnThreadended(WPARAM wParam,
LPARAM lParam)
LONG CTestView::OnThreadended(WPARAM wParam,LPARAM lParam)
{
AfxMessageBox("Thread ended.");
Retrun 0;
}
上面的例子是工作者線程向用戶界面線程發(fā)送消息，對(duì)于工作者線程，如果它的設(shè)計(jì)模式也是消息驅(qū)動(dòng)的，那么調(diào)用者可以向它發(fā)送初始化、退出、執(zhí)行某種特定的處理等消息，讓它在后臺(tái)完成。在控制函數(shù)中可以直接使用：：GetMessage()這個(gè)SDK函數(shù)進(jìn)行消息分檢和處理，自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)消息循環(huán)。GetMessage()函數(shù)在判斷該線程的消息隊(duì)列為空時(shí)，線程將系統(tǒng)分配給它的時(shí)間片讓給其它線程，不無(wú)效的占用CPU的時(shí)間，如果消息隊(duì)列不為空，就獲取這個(gè)消息，判斷這個(gè)消息的內(nèi)容并進(jìn)行相應(yīng)的處理。
（二）用事件對(duì)象實(shí)現(xiàn)通信
在線程之間傳遞信號(hào)進(jìn)行通信比較復(fù)雜的方法是使用事件對(duì)象，用MFC的Cevent類的對(duì)象來(lái)表示。事件對(duì)象處于兩種狀態(tài)之一：有信號(hào)和無(wú)信號(hào)，線程可以監(jiān)視處于有信號(hào)狀態(tài)的事件，以便在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候執(zhí)行對(duì)事件的操作。上述例子代碼修改如下：
////////////////////////////////////////////////////////////////////
Cevent threadStart ,threadEnd;
UINT ThreadFunction(LPVOID pParam)
{
：：WaitForSingleObject(threadStart.m_hObject,INFINITE);
AfxMessageBox("Thread start.");
while(!bend)
{
Beep(100,100);
Sleep(1000);
Int result=::WaitforSingleObject(threadEnd.m_hObject,0);
//等待threadEnd事件有信號(hào)，無(wú)信號(hào)時(shí)線程在這里懸停
If(result==Wait_OBJECT_0)
Bend=TRUE;
}
：：PostMessage(hWnd,WM_USERMSG,0,0)；
return 0;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////
Void CtestView::OninitialUpdate()
{
hWnd=GetSafeHwnd();
threadStart.SetEvent();//threadStart事件有信號(hào)
pThread=AfxBeginThread(ThreadFunction,hWnd);//啟動(dòng)線程
pThread->m_bAutoDelete=FALSE;
Cview::OnInitialUpdate();
}
////////////////////////////////////////////////////////////////
Void CtestView::OnDestroy()
{
threadEnd.SetEvent();
WaitForSingleObject(pThread->m_hThread,INFINITE);
delete pThread;
Cview::OnDestroy();
}
運(yùn)行這個(gè)程序，當(dāng)關(guān)閉程序時(shí)，才顯示提示框，顯示"Thread ended"。
4、線程之間的同步
前面我們講過(guò)，各個(gè)線程可以訪問(wèn)進(jìn)程中的公共變量，所以使用多線程的過(guò)程中需要注意的問(wèn)題是如何防止兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程同時(shí)訪問(wèn)同一個(gè)數(shù)據(jù)，以免破壞數(shù)據(jù)的完整性。保證各個(gè)線程可以在一起適當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)工作稱為線程之間的同步。前面一節(jié)介紹的事件對(duì)象實(shí)際上就是一種同步形式。Visual C++中使用同步類來(lái)解決操作系統(tǒng)的并行性而引起的數(shù)據(jù)不安全的問(wèn)題，MFC支持的七個(gè)多線程的同步類可以分成兩大類：同步對(duì)象（CsyncObject、Csemaphore、Cmutex、CcriticalSection和Cevent）和同步訪問(wèn)對(duì)象（CmultiLock和CsingleLock）。本節(jié)主要介紹臨界區(qū)（critical section）、互斥（mutexe）、信號(hào)量（semaphore），這些同步對(duì)象使各個(gè)線程協(xié)調(diào)工作，程序運(yùn)行起來(lái)更安全。
（一） 臨界區(qū)
臨界區(qū)是保證在某一個(gè)時(shí)間只有一個(gè)線程可以訪問(wèn)數(shù)據(jù)的方法。使用它的過(guò)程中，需要給各個(gè)線程提供一個(gè)共享的臨界區(qū)對(duì)象，無(wú)論哪個(gè)線程占有臨界區(qū)對(duì)象，都可以訪問(wèn)受到保護(hù)的數(shù)據(jù)，這時(shí)候其它的線程需要等待，直到該線程釋放臨界區(qū)對(duì)象為止，臨界區(qū)被釋放后，另外的線程可以強(qiáng)占這個(gè)臨界區(qū)，以便訪問(wèn)共享的數(shù)據(jù)。臨界區(qū)對(duì)應(yīng)著一個(gè)CcriticalSection對(duì)象，當(dāng)線程需要訪問(wèn)保護(hù)數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)用臨界區(qū)對(duì)象的Lock()成員函數(shù)；當(dāng)對(duì)保護(hù)數(shù)據(jù)的操作完成之后，調(diào)用臨界區(qū)對(duì)象的Unlock()成員函數(shù)釋放對(duì)臨界區(qū)對(duì)象的擁有權(quán)，以使另一個(gè)線程可以?shī)Z取臨界區(qū)對(duì)象并訪問(wèn)受保護(hù)的數(shù)據(jù)。同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)線程，它們對(duì)應(yīng)的函數(shù)分別為WriteThread()和ReadThread()，用以對(duì)公共數(shù)組組array[]操作，下面的代碼說(shuō)明了如何使用臨界區(qū)對(duì)象：
#include "afxmt.h"
int array[10],destarray[10];
CCriticalSection Section;
UINT WriteThread(LPVOID param)
{
Section.Lock();
for(int x=0;x<10;x++)
array[x]=x;
Section.Unlock();
}
UINT ReadThread(LPVOID param)
{
Section.Lock();
For(int x=0;x<10;x++)
Destarray[x]=array[x];
Section.Unlock();
}
上述代碼運(yùn)行的結(jié)果應(yīng)該是Destarray數(shù)組中的元素分別為1-9，而不是雜亂無(wú)章的數(shù)，如果不使用同步，則不是這個(gè)結(jié)果，有興趣的讀者可以實(shí)驗(yàn)一下。
（二）互斥
互斥與臨界區(qū)很相似，但是使用時(shí)相對(duì)復(fù)雜一些，它不僅可以在同一應(yīng)用程序的線程間實(shí)現(xiàn)同步，還可以在不同的進(jìn)程間實(shí)現(xiàn)同步，從而實(shí)現(xiàn)資源的安全共享。互斥與Cmutex類的對(duì)象相對(duì)應(yīng)，使用互斥對(duì)象時(shí)，必須創(chuàng)建一個(gè)CSingleLock或CMultiLock對(duì)象，用于實(shí)際的訪問(wèn)控制，因?yàn)檫@里的例子只處理單個(gè)互斥，所以我們可以使用CSingleLock對(duì)象，該對(duì)象的Lock()函數(shù)用于占有互斥，Unlock()用于釋放互斥。實(shí)現(xiàn)代碼如下：
#include "afxmt.h"
int array[10],destarray[10];
CMutex Section;
UINT WriteThread(LPVOID param)
{
CsingleLock singlelock;
singlelock (&Section);
singlelock.Lock();
for(int x=0;x<10;x++)
array[x]=x;
singlelock.Unlock();
}
UINT ReadThread(LPVOID param)
{
CsingleLock singlelock;
singlelock (&Section);
singlelock.Lock();
For(int x=0;x<10;x++)
Destarray[x]=array[x];
singlelock.Unlock();
}
（三）信號(hào)量
信號(hào)量的用法和互斥的用法很相似，不同的是它可以同一時(shí)刻允許多個(gè)線程訪問(wèn)同一個(gè)資源，創(chuàng)建一個(gè)信號(hào)量需要用Csemaphore類聲明一個(gè)對(duì)象，一旦創(chuàng)建了一個(gè)信號(hào)量對(duì)象，就可以用它來(lái)對(duì)資源的訪問(wèn)技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)處理，先創(chuàng)建一個(gè)CsingleLock或CmltiLock對(duì)象，然后用該對(duì)象的Lock()函數(shù)減少這個(gè)信號(hào)量的計(jì)數(shù)值，Unlock()反之。下面的代碼分別啟動(dòng)三個(gè)線程，執(zhí)行時(shí)同時(shí)顯示二個(gè)消息框，然后10秒后第三個(gè)消息框才得以顯示。
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Csemaphore *semaphore;
Semaphore=new Csemaphore(2,2);
HWND hWnd=GetSafeHwnd();
AfxBeginThread(threadProc1,hWnd);
AfxBeginThread(threadProc2,hWnd);
AfxBeginThread(threadProc3,hWnd);
UINT ThreadProc1(LPVOID param)
{
CsingleLock singelLock(semaphore);
singleLock.Lock();
Sleep(10000);
::MessageBox((HWND)param,"Thread1 had access","Thread1",MB_OK);
return 0;
}
UINT ThreadProc2(LPVOID param)
{
CSingleLock singelLock(semaphore);
singleLock.Lock();
Sleep(10000);
::MessageBox((HWND)param,"Thread2 had access","Thread2",MB_OK);
return 0;
}
UINT ThreadProc3(LPVOID param)
{
CsingleLock singelLock(semaphore);
singleLock.Lock();
Sleep(10000);
::MessageBox((HWND)param,"Thread3 had access","Thread3",MB_OK);
return 0;
}
二、 編程步驟
1、 啟動(dòng)Visual C++6.0，生成一個(gè)32位的控制臺(tái)程序，將該程序命名為"sequence"
2、 輸入要排續(xù)的數(shù)字，聲明四個(gè)子線程；
3、 輸入代碼，編譯運(yùn)行程序。
三、 程序代碼
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// sequence.cpp : Defines the entry point for the console application.
/*
主要用到的WINAPI線程控制函數(shù)，有關(guān)詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)查看MSDN；
線程建立函數(shù)：
HANDLE CreateThread(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // 安全屬性結(jié)構(gòu)指針，可為NULL；
DWORD dwStackSize, // 線程棧大小，若為0表示使用默認(rèn)值；
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // 指向線程函數(shù)的指針；
LPVOID lpParameter, // 傳遞給線程函數(shù)的參數(shù)，可以保存一個(gè)指針值；
DWORD dwCreationFlags, // 線程建立是的初始標(biāo)記，運(yùn)行或掛起；
LPDWORD lpThreadId // 指向接收線程號(hào)的DWORD變量；
);
對(duì)臨界資源控制的多線程控制的信號(hào)函數(shù)：
HANDLE CreateEvent(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes, // 安全屬性結(jié)構(gòu)指針，可為NULL；
BOOL bManualReset, // 手動(dòng)清除信號(hào)標(biāo)記，TRUE在WaitForSingleObject后必須手動(dòng)//調(diào)用RetEvent清除信號(hào)。若為 FALSE則在WaitForSingleObject
//后，系統(tǒng)自動(dòng)清除事件信號(hào)；
BOOL bInitialState, // 初始狀態(tài)，TRUE有信號(hào)，F(xiàn)ALSE無(wú)信號(hào)；
LPCTSTR lpName // 信號(hào)量的名稱，字符數(shù)不可多于MAX_PATH；
//如果遇到同名的其他信號(hào)量函數(shù)就會(huì)失敗，如果遇
//到同類信號(hào)同名也要注意變化；
);
HANDLE CreateMutex(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, // 安全屬性結(jié)構(gòu)指針，可為NULL
BOOL bInitialOwner, // 當(dāng)前建立互斥量是否占有該互斥量TRUE表示占有，
//這樣其他線程就不能獲得此互斥量也就無(wú)法進(jìn)入由
//該互斥量控制的臨界區(qū)。FALSE表示不占有該互斥量
LPCTSTR lpName // 信號(hào)量的名稱，字符數(shù)不可多于MAX_PATH如果
//遇到同名的其他信號(hào)量函數(shù)就會(huì)失敗，
//如果遇到同類信號(hào)同名也要注意變化；
);
//初始化臨界區(qū)信號(hào)，使用前必須先初始化
VOID InitializeCriticalSection(
LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection // 臨界區(qū)變量指針
);
//阻塞函數(shù)
//如果等待的信號(hào)量不可用，那么線程就會(huì)掛起，直到信號(hào)可用
//線程才會(huì)被喚醒，該函數(shù)會(huì)自動(dòng)修改信號(hào)，如Event，線程被喚醒之后
//Event信號(hào)會(huì)變得無(wú)信號(hào)，Mutex、Semaphore等也會(huì)變。
DWORD WaitForSingleObject(
HANDLE hHandle, // 等待對(duì)象的句柄
DWORD dwMilliseconds // 等待毫秒數(shù)，INFINITE表示無(wú)限等待
);
//如果要等待多個(gè)信號(hào)可以使用WaitForMutipleObject函數(shù)
*/
#include "stdafx.h"
#include "stdlib.h"
#include "memory.h"
HANDLE evtTerminate; //事件信號(hào),標(biāo)記是否所有子線程都執(zhí)行完
/*
下面使用了三種控制方法，你可以注釋其中兩種，使用其中一種。
注意修改時(shí)要連帶修改臨界區(qū)PrintResult里的相應(yīng)控制語(yǔ)句
*/
HANDLE evtPrint; //事件信號(hào),標(biāo)記事件是否已發(fā)生
//CRITICAL_SECTION csPrint; //臨界區(qū)
//HANDLE mtxPrint; //互斥信號(hào),如有信號(hào)表明已經(jīng)有線程進(jìn)入臨界區(qū)并擁有此信號(hào)
static long ThreadCompleted = 0;
/*用來(lái)標(biāo)記四個(gè)子線程中已完成線程的個(gè)數(shù),當(dāng)一個(gè)子線程完成時(shí)就對(duì)ThreadCompleted進(jìn)行加一操作, 要使用InterlockedIncrement(long* lpAddend)和InterlockedDecrement(long* lpAddend)進(jìn)行加減操作*/
//下面的結(jié)構(gòu)是用于傳送排序的數(shù)據(jù)給各個(gè)排序子線程
struct MySafeArray
{
long* data;
int iLength;
};
//打印每一個(gè)線程的排序結(jié)果
void PrintResult(long* Array, int iLength, const char* HeadStr = "sort");
//排序函數(shù)
unsigned long __stdcall BubbleSort(void* theArray); //冒泡排序
unsigned long __stdcall SelectSort(void* theArray); //選擇排序
unsigned long __stdcall HeapSort(void* theArray); //堆排序
unsigned long __stdcall InsertSort(void* theArray); //插入排序
/*以上四個(gè)函數(shù)的聲明必須適合作為一個(gè)線程函數(shù)的必要條件才可以使用CreateThread
建立一個(gè)線程。
（1）調(diào)用方法必須是__stdcall，即函數(shù)參數(shù)壓棧順序由右到左，而且由函數(shù)本身負(fù)責(zé)
棧的恢復(fù), C和C++默認(rèn)是__cdecl, 所以要顯式聲明是__stdcall
（2）返回值必須是unsigned long
（3）參數(shù)必須是一個(gè)32位值，如一個(gè)指針值或long類型
(4) 如果函數(shù)是類成員函數(shù)，必須聲明為static函數(shù)，在CreateThread時(shí)函數(shù)指針有特殊的寫(xiě)法。如下(函數(shù)是類CThreadTest的成員函數(shù)中)：
static unsigned long _stdcall MyThreadFun(void* pParam);
handleRet = CreateThread(NULL, 0, &CThreadTestDlg::MyThreadFun, NULL, 0, &ThreadID);
之所以要聲明為static是由于，該函數(shù)必須要獨(dú)立于對(duì)象實(shí)例來(lái)使用，即使沒(méi)有聲明實(shí)例也可以使用。*/
int QuickSort(long* Array, int iLow, int iHigh); //快速排序
int main(int argc, char* argv[])
{
long data[] = {123,34,546,754,34,74,3,56};
int iDataLen = 8;
//為了對(duì)各個(gè)子線程分別對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行排序和保存排序結(jié)果
//分別分配內(nèi)存對(duì)data數(shù)組的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制
long *data1, *data2, *data3, *data4, *data5;
MySafeArray StructData1, StructData2, StructData3, StructData4;
data1 = new long[iDataLen];
memcpy(data1, data, iDataLen << 2); //把data中的數(shù)據(jù)復(fù)制到data1中
//內(nèi)存復(fù)制 memcpy(目標(biāo)內(nèi)存指針, 源內(nèi)存指針, 復(fù)制字節(jié)數(shù)), 因?yàn)閘ong的長(zhǎng)度
//為4字節(jié),所以復(fù)制的字節(jié)數(shù)為iDataLen << 2, 即等于iDataLen*4
StructData1.data = data1;
StructData1.iLength = iDataLen;
data2 = new long[iDataLen];
memcpy(data2, data, iDataLen << 2);
StructData2.data = data2;
StructData2.iLength = iDataLen;
data3 = new long[iDataLen];
memcpy(data3, data, iDataLen << 2);
StructData3.data = data3;
StructData3.iLength = iDataLen;
data4 = new long[iDataLen];
memcpy(data4, data, iDataLen << 2);
StructData4.data = data4;
StructData4.iLength = iDataLen;
data5 = new long[iDataLen];
memcpy(data5, data, iDataLen <data;
int iLength = ((MySafeArray*)theArray)->iLength;
int i, j=0;
long swap;
for (i = iLength-1; i >0; i--)
{
for(j = 0; j Array[j+1]) //前比后大，交換
{
swap = Array[j];
Array[j] = Array[j+1];
Array[j+1] = swap;
}
}
}
PrintResult(Array, iLength, "Bubble Sort"); //向控制臺(tái)打印排序結(jié)果
InterlockedIncrement(&ThreadCompleted); //返回前使線程完成數(shù)標(biāo)記加1
if(ThreadCompleted == 4) SetEvent(evtTerminate); //檢查是否其他線程都已執(zhí)行完
//若都執(zhí)行完則設(shè)置程序結(jié)束信號(hào)量
return 0;
}
/*選擇排序思想:每一次都從無(wú)序的數(shù)據(jù)中找出最小的元素，然后和前面已經(jīng)有序的元素序列的后一個(gè)元素進(jìn)行交換，這樣整個(gè)源序列就會(huì)分成兩部分，前面一部分是已經(jīng)排好序的有序序列，后面一部分是無(wú)序的，用于選出最小的元素。循環(huán)N次之后，前面的有序序列加長(zhǎng)到跟源序列一樣長(zhǎng)，后面的無(wú)序部分長(zhǎng)度變?yōu)?，排序就完成了。*/
unsigned long __stdcall SelectSort(void* theArray)
{
long* Array = ((MySafeArray*)theArray)->data;
int iLength = ((MySafeArray*)theArray)->iLength;
long lMin, lSwap;
int i, j, iMinPos;
for(i=0; i < iLength-1; i++)
{
lMin = Array[i];
iMinPos = i;
for(j=i + 1; j <= iLength-1; j++) //從無(wú)序的元素中找出最小的元素
{
if(Array[j] data;
int iLength = ((MySafeArray*)theArray)->iLength;
int i, j, p;
long swap;
for(i=0; i {
for(j = iLength - 1; j>i; j--) //從最后倒數(shù)上去比較字節(jié)點(diǎn)和父節(jié)點(diǎn)
{
p = (j - i - 1)/2 + i; //計(jì)算父節(jié)點(diǎn)數(shù)組下標(biāo)
//注意到樹(shù)節(jié)點(diǎn)序數(shù)跟數(shù)組下標(biāo)不是等同的，因?yàn)榻ǘ训脑貍�(gè)數(shù)逐個(gè)遞減
if(Array[j] data;
int iLength = ((MySafeArray*)theArray)->iLength;
int i=1, j=0;
long temp;
for(i=1; i {
temp = Array[i]; //取出序列后面無(wú)序數(shù)據(jù)的第一個(gè)元素值
for(j=i; j>0; j--) //和前面的有序數(shù)據(jù)逐個(gè)進(jìn)行比較找出合適的插入位置
{
if(Array[j - 1] >temp) //如果該元素比插入值大則后移
Array[j] = Array[j - 1];
else //如果該元素比插入值小，那么該位置的后一位就是插入元素的位置
break;
}
Array[j] = temp;
}
PrintResult(Array, iLength, "Insert Sort"); //向控制臺(tái)打印排序結(jié)果
InterlockedIncrement(&ThreadCompleted); //返回前使線程完成數(shù)標(biāo)記加1
if(ThreadCompleted == 4) SetEvent(evtTerminate); //檢查是否其他線程都已執(zhí)行完
//若都執(zhí)行完則設(shè)置程序結(jié)束信號(hào)量
return 0;
}
/*快速排序思想：快速排序是分治思想的一種應(yīng)用，它先選取一個(gè)支點(diǎn)，然后把小于支點(diǎn)的元素交換到支點(diǎn)的前邊，把大于支點(diǎn)的元素交換到支點(diǎn)的右邊。然后再對(duì)支點(diǎn)左邊部分和右
邊部分進(jìn)行同樣的處理，這樣若干次之后，數(shù)據(jù)就會(huì)變得有序。下面的實(shí)現(xiàn)使用了遞歸
建立兩個(gè)游標(biāo)：iLow，iHigh；iLow指向序列的第一個(gè)元素，iHigh指向最后一個(gè)先選第一個(gè)元素作為支點(diǎn)，并把它的值存貯在一個(gè)輔助變量里。那么第一個(gè)位置就變?yōu)榭詹⒖梢苑胖闷渌脑亍?這樣從iHigh指向的元素開(kāi)始向前移動(dòng)游標(biāo)，iHigh查找比支點(diǎn)小的元素，如果找到，則把它放置到空置了的位置（現(xiàn)在是第一個(gè)位置），然后iHigh游標(biāo)停止移動(dòng)，這時(shí)iHigh指向的位置被空置，然后移動(dòng)iLow游標(biāo)尋找比支點(diǎn)大的元素放置到iHigh指向的空置的位置，如此往復(fù)直到iLow與iHigh相等。最后使用遞歸對(duì)左右兩部分進(jìn)行同樣處理*/
int QuickSort(long* Array, int iLow, int iHigh)
{
if(iLow >= iHigh) return 1; //遞歸結(jié)束條件
long pivot = Array[iLow];
int iLowSaved = iLow, iHighSaved = iHigh; //保未改變的iLow，iHigh值保存起來(lái)
while (iLow = pivot && iHigh >iLow) //尋找比支點(diǎn)大的元素
iHigh -- ;
Array[iLow] = Array[iHigh]; //把找到的元素放置到空置的位置
while (Array[iLow] < pivot && iLow < iHigh) //尋找比支點(diǎn)小的元素
iLow ++ ;
Array[iHigh] = Array[iLow]; //把找到的元素放置到空置的位置
}
Array[iLow] = pivot; //把支點(diǎn)值放置到支點(diǎn)位置，這時(shí)支點(diǎn)位置是空置的
//對(duì)左右部分分別進(jìn)行遞歸處理
QuickSort(Array, iLowSaved, iHigh-1);
QuickSort(Array, iLow+1, iHighSaved);
return 0;
}
//每一個(gè)線程都要使用這個(gè)函數(shù)進(jìn)行輸出，而且只有一個(gè)顯示器，產(chǎn)生多個(gè)線程
//競(jìng)爭(zhēng)對(duì)控制臺(tái)的使用權(quán)。
void PrintResult(long* Array, int iLength, const char* HeadStr)
{
WaitForSingleObject(evtPrint, INFINITE); //等待事件有信號(hào)
//EnterCriticalSection(&csPrint); //標(biāo)記有線程進(jìn)入臨界區(qū)
//WaitForSingleObject(mtxPrint, INFINITE); //等待互斥量空置（沒(méi)有線程擁有它）
int i;
printf("%s: ", HeadStr);
for (i=0; i {
printf("%d,", Array[i]);
Sleep(100); //延時(shí)（可以去掉）
/*只是使得多線程對(duì)臨界區(qū)訪問(wèn)的問(wèn)題比較容易看得到
如果你把臨界控制的語(yǔ)句注釋掉，輸出就會(huì)變得很凌亂，各個(gè)排序的結(jié)果會(huì)
分插間隔著輸出，如果不延時(shí)就不容易看到這種不對(duì)臨界區(qū)控制的結(jié)果
*/
}
printf("%d\n", Array[i]);
SetEvent(evtPrint); //把事件信號(hào)量恢復(fù)，變?yōu)橛行盘?hào)
}
四、 小結(jié)
對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，線程的應(yīng)用給應(yīng)用程序提供了高效、快速、安全的數(shù)據(jù)處理能力。本實(shí)例講述了線程處理中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，希望對(duì)讀者朋友有一定的幫助，起到拋磚引玉的作用。
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