Windows 线程漫谈——界面线程和工作者线程

 Windows 线程漫谈——界面线程和工作者线程
每个系统都有线程，而线程的最重要的作用就是并行处理，提高软件的并发率。针对界面来说，还能提高界面的响应力。
线程分为界面线程和工作者线程，界面实际就是一个线程画出来的东西，这个线程维护一个“消息队列”，“消息队列”也是界面线程和工作者线程的最大区别，这个词应该进到你的脑子里，根深蒂固的！
如果在界面线程的某个地方停住，这说明它处理不了窗口消息了，所以有时候我们就会看到整个界面无响应了。这种问题后面会提供一个叫　WaitForObjectEx　的函数来解决，我们后面再谈。
线程首先就是它的创建，创建是用下面这个函数：CreateThread;　具体的参数我不说了，自己查ＭＳＤＮ。其中的　Thread1　是线程函数。线程函数是一个全局函数，如下：
DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpParam)
{
while(1)
{
OutputDebugString("11111");
Sleep(10);
}
return 0;
}
// 下面这一句是创建线程
CreateThread(NULL, 0, Thread1, 0, 0, NULL);
当然我们不能让一个线程自生自灭，那样有可能在你退出程序的时候出现一些莫名其妙的问题，或者丢失一些数据，或者给你弹一个崩溃的对话框等等。。。
所以我们就要对这个线程进行管理，首先就是让它退出。
我们给它的while加上一个 BOOL 变量 g_bExitThread的判断，这样的话，线程函数就变成下面这样：
DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpParam)
{
while(!g_bExitThread)
{
OutputDebugString("11111");
Sleep(10);
}
return 0;
}
然后在需要它退出的时候把g_bExitThread设为TRUE，表示，喂，兄弟，你该退出了。
当然我们还要知道它是否成功退出了，因为线程句柄是一个内核对象，所以我们就要用到Windows的WaitForSingleObject来等待了。创建的时候和等待它退出的代码就要改变了，多了一个 HANDLE g_hTrd的变量：
// 创建
g_bExitThread = FALSE;
g_hTrd = CreateThread(NULL, 0, Thread1, 0, 0, NULL);
// 等待线程结束
g_bExitThread = TRUE;
if(g_hTrd != NULL)
{
DWORD dwRet = WaitForSingleObject(g_hTrd, 5000);
if(dwRet == WAIT_OBJECT_0)
{
AfxMessageBox("Thread exit success!");
}
else
{
DWORD dwRet = 0;
GetExitCodeThread(g_hTrd, &dwRet);
TerminateThread(g_hTrd, dwRet);
AfxMessageBox("Thread exit, but not all ok!");
}
CloseHandle(g_hTrd);
g_hTrd = NULL;
}
上面说了在界面线程里等待别的线程结束，也就是使用 WaitForSingleObject的时候会阻塞整个窗口消息的处理，所以我们如果在界面线程里要等待别的内核对象时，我们要采用这种“等一下，处理一下界面消息”的方法。我已经写好了一个WaitForObjectEx 的函数，如下：
// 此函数只能用于界面线程
static DWORD WaitForObjectEx( HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds )
{
BOOL bRet;
MSG msg;
INT iWaitRet;
int nTimeOut = 0;
while( (bRet = ::GetMessage( &msg, NULL, 0, 0 )) != 0)
{
if(nTimeOut++ * 20 >= dwMilliseconds)
break;
iWaitRet = WaitForSingleObject(hHandle, 20);
if(iWaitRet != WAIT_TIMEOUT)
{
break;
}
if (bRet == -1)
{
break;
}
else
{
::TranslateMessage(&msg);
::DispatchMessage(&msg);
}
}
return iWaitRet;
}
很多时候，我们不想把线程作为一个全局函数来使用，所以这个时候我们把线程作为一个类的静态成员对象来写。当然也不能少了刚才的两个变量：退出标志和线程句柄。（设这个类是CTestThreadDlg）
// H 文件
BOOL m_bExitThread;
HANDLE m_hTrd;
static DWORD WINAPI Thread1(LPVOID lpParam);
// CPP文件，创建的时候把 this 指针传进去，因为类静态成员函数不能访问类的非静态成员，没有this指针
//（C++的知识点）
m_bExitThread = FALSE;
m_hTrd = CreateThread(NULL, 0, Thread1, this, 0, NULL);
线程函数变成了：
DWORD WINAPI CTestThreadDlg::Thread1(LPVOID lpParam)
{
CTestThreadDlg *pDlg = (CTestThreadDlg*)lpParam;
while(!pDlg->m_bExitThread)
{
OutputDebugString("11111");
Sleep(10);
}
return 0;
}
当有几个线程一起跑的时候，我们就要注意线程的同步问题了，线程的同步一般来说，是在多个线程共用了资源的时候。比如两个线程都用到了同一个VECTOR，都对VECTOR进行插入操作，不幸的是，VECTOR不是线程安全的，这个时候程序就会崩溃，所以我们就要对VECTOR这个资源做同步，同步的意思是“我访问的时候，你等待”。程序大致如下：
DWORD WINAPI CTestThreadDlg::Thread1(LPVOID lpParam)
{
CTestThreadDlg *pDlg = (CTestThreadDlg*)lpParam;
while(!pDlg->m_bExitThread)
{
OutputDebugString("11111");
pDlg->m_csForVec.Lock();
pDlg->m_vecTest.push_back("111");
pDlg->m_csForVec.Unlock();
Sleep(10);
}
return 0;
}
DWORD WINAPI CTestThreadDlg::Thread2(LPVOID lpParam)
{
CTestThreadDlg *pDlg = (CTestThreadDlg*)lpParam;
while(!pDlg->m_bExitThread2)
{
OutputDebugString("222");
pDlg->m_csForVec.Lock();
pDlg->m_vecTest.push_back("222");
pDlg->m_csForVec.Unlock();
Sleep(10);
}
return 0;
}
m_csForVec是一个CCriticalSection变量，这个同步对象和其他的同步变量（事件、信号量、互斥区等）有一些不一样，例如只能在同一个进程的线程间访问、在操作系统的用户态访问，其他的必须进入核心态。所以这样导致了这种关键区的核心对象的速度要比其他的快100倍左右。。。
上面已经说了线程的创建、管理（退出线程、等待线程）、同步等，那我们发现了什么共性呢？作为一个程序员，我们要很敏感的发现这些代码上的共性，这是我们设计代码的主要前提。
首先我们发现上面的线程都有两个变量：
BOOL m_bExitThread;  // 让线程退出的标志
HANDLE m_hTrd;  // 线程句柄
另外我们WaitForSingleObject 的时候不能无限等待，所以要多一个 DWORD m_dwWaitTimeOut;
由于我想把线程启动和结束封装起来，所以我设计了这几个接口：
BOOL Start(LPVOID lpParam);  //  启动线程，线程所需要的参数从这里传进
BOOL End(); // 结束线程
virtual void Run(); // 重写Run函数
所以整个的线程封装成以下的类：
// MyThread.h
#ifndef MY_THREAD_H
#define MY_THREAD_H
class CMyThread
{
public:
CMyThread();
virtual ~CMyThread();
BOOL Start(LPVOID lpParam);
BOOL End();
virtual void Run();
protected:
static DWORD WINAPI Thread(LPVOID lpParam);
void RunOnceEnd();
DWORD m_dwWaitTimeOut;
BOOL m_bExitThread;
HANDLE m_hTrd;
LPVOID m_lpParam;
};
#endif
// MyThread.Cpp
#include "stdafx.h"
#include "MyThread.h"
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CMyThread
CMyThread::CMyThread()
{
m_bExitThread = FALSE;
m_hTrd = NULL;
m_dwWaitTimeOut = 5000;
}
CMyThread::~CMyThread()
{
}
BOOL CMyThread::Start(LPVOID lpParam)
{
m_lpParam = lpParam;
m_bExitThread = FALSE;
m_hTrd = CreateThread(NULL, 0, Thread, this, 0, NULL);
return TRUE;
}
BOOL CMyThread::End()
{
m_bExitThread = TRUE;
if(m_hTrd != NULL)
{
DWORD dwRet = WaitForSingleObject(m_hTrd, m_dwWaitTimeOut);
if(dwRet == WAIT_OBJECT_0)
{
AfxMessageBox("Thread exit success!");
}
else
{
DWORD dwRet = 0;
GetExitCodeThread(m_hTrd, &dwRet);
TerminateThread(m_hTrd, dwRet);
AfxMessageBox("Thread fucking exit!");
}
CloseHandle(m_hTrd);
m_hTrd = NULL;
}
return TRUE;
}
DWORD WINAPI CMyThread::Thread(LPVOID lpParam)
{
CMyThread *pTrd = (CMyThread *)lpParam;
while(!pTrd->m_bExitThread)
{
pTrd->Run();
}
return 0;
}
void CMyThread::RunOnceEnd()
{
m_bExitThread = TRUE;
CloseHandle(m_hTrd);
m_hTrd = NULL;
}
void CMyThread::Run()
{
}
我们需要写我们自己的线程的时候就重载一下这个Run函数
// 派生出一个类
class CMyThread1 : public CMyThread
{
public:
virtual void Run();
};
// 改写Run函数
void CMyThread1::Run()
{
CTestThreadDlg *pDlg = (CTestThreadDlg *)m_lpParam;
OutputDebugString("222");
pDlg->m_csForVec.Lock();
pDlg->m_vecTest.push_back("222");
pDlg->m_csForVec.Unlock();
Sleep(10);
// 如果此线程只想运行一次，加上下面这句
RunOnceEnd();
}
然后我们之前的两个线程的使用就变成了下面的形式：
CMyThread1 g_t1, g_t2, g_t3;
void CTestThreadDlg::OnButton3()
{
g_t1.Start(this);
g_t2.Start(this);
g_t3.Start(this);
}
void CTestThreadDlg::OnButton4()
{
g_t1.End();
g_t2.End();
g_t3.End();
}
只需要以下几步：
1、派生自己的线程类
2、重载Run函数
3、调用Start启动线程
4、调用End结束线程
当然这种封装方式是我自己喜欢的，封装的目的是方便使用，隐藏细节，诸位看官也可以根据自己的喜好，封装线程的使用方法，如果能在此公开一下你的成果，让我和大家都学习一下你的设计手法，那就真是very good and 3q了！