1、创建和终止线程
在MFC程序中创建一个线程,宜调用AfxBeginThread函数。该函数因参数不同而具有两种重载版本,分别对应工作者线程和用户接口(UI)线程。
工作者线程
CWinThread *AfxBeginThread( AFX_THREADPROC pfnThreadProc, //控制函数 LPVOID pParam, //传递给控制函数的参数 int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL, //线程的优先级 UINT nStackSize = 0, //线程的堆栈大小 DWORD dwCreateFlags = 0, //线程的创建标志 LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL //线程的安全属性
);
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工作者线程编程较为简单,只需编写线程控制函数和启动线程即可。下面的代码给出了定义一个控制函数和启动它的过程:
//线程控制函数
UINT MfcThreadProc(LPVOID lpParam)
{ CExampleClass *lpObject = (CExampleClass*)lpParam; if (lpObject == NULL || !lpObject->IsKindof(RUNTIME_CLASS(CExampleClass))) return - 1; //输入参数非法 //线程成功启动 while (1) { ...// } return 0;
}
//在MFC程序中启动线程
AfxBeginThread(MfcThreadProc, lpObject);
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UI线程
创建用户界面线程时,必须首先从CWinThread 派生类,并使用 DECLARE_DYNCREATE 和 IMPLEMENT_DYNCREATE 宏声明此类。
下面给出了CWinThread类的原型(添加了关于其重要函数功能和是否需要被继承类重载的注释):
class CWinThread : public CCmdTarget
{ DECLARE_DYNAMIC(CWinThread)
public: // Constructors CWinThread(); BOOL CreateThread(DWORD dwCreateFlags = 0, UINT nStackSize = 0,
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL);
// Attributes CWnd* m_pMainWnd; // main window (usually same AfxGetApp()->m_pMainWnd) CWnd* m_pActiveWnd; // active main window (may not be m_pMainWnd) BOOL m_bAutoDelete; // enables 'delete this' after thread termination
// only valid while running HANDLE m_hThread; // this thread's HANDLE operator HANDLE() const; DWORD m_nThreadID; // this thread's ID
int GetThreadPriority(); BOOL SetThreadPriority(int nPriority);
// Operations DWORD SuspendThread(); DWORD ResumeThread(); BOOL PostThreadMessage(UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
// Overridables //执行线程实例初始化,必须重写 virtual BOOL InitInstance();
// running and idle processing //控制线程的函数,包含消息泵,一般不重写 virtual int Run();
//消息调度到TranslateMessage和DispatchMessage之前对其进行筛选, //通常不重写 virtual BOOL PreTranslateMessage(MSG* pMsg);
virtual BOOL PumpMessage(); // low level message pump
//执行线程特定的闲置时间处理,通常不重写 virtual BOOL OnIdle(LONG lCount); // return TRUE if more idle processing virtual BOOL IsIdleMessage(MSG* pMsg); // checks for special messages
//线程终止时执行清除,通常需要重写 virtual int ExitInstance(); // default will 'delete this'
//截获由线程的消息和命令处理程序引发的未处理异常,通常不重写 virtual LRESULT ProcessWndProcException(CException* e, const MSG* pMsg);
// Advanced: handling messages sent to message filter hook virtual BOOL ProcessMessageFilter(int code, LPMSG lpMsg);
// Advanced: virtual access to m_pMainWnd virtual CWnd* GetMainWnd();
// Implementation public: virtual ~CWinThread(); #ifdef _DEBUG virtual void AssertValid() const; virtual void Dump(CDumpContext& dc) const; int m_nDisablePumpCount; // Diagnostic trap to detect illegal re-entrancy #endif void CommonConstruct(); virtual void Delete(); // 'delete this' only if m_bAutoDelete == TRUE
// message pump for Run MSG m_msgCur; // current message
public: // constructor used by implementation of AfxBeginThread CWinThread(AFX_THREADPROC pfnThreadProc, LPVOID pParam);
// valid after construction LPVOID m_pThreadParams; // generic parameters passed to starting function AFX_THREADPROC m_pfnThreadProc;
// set after OLE is initialized void (AFXAPI* m_lpfnOleTermOrFreeLib)(BOOL, BOOL); COleMessageFilter* m_pMessageFilter;
protected: CPoint m_ptCursorLast; // last mouse position UINT m_nMsgLast; // last mouse message BOOL DispatchThreadMessageEx(MSG* msg); // helper void DispatchThreadMessage(MSG* msg); // obsolete
};
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启动UI线程的AfxBeginThread函数的原型为:
CWinThread *AfxBeginThread( //从CWinThread派生的类的 RUNTIME_CLASS CRuntimeClass *pThreadClass, int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL, UINT nStackSize = 0, DWORD dwCreateFlags = 0, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL
);
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我们可以方便地使用VC++ 6.0类向导定义一个继承自CWinThread的用户线程类。下面给出产生我们自定义的CWinThread子类CMyUIThread的方法。
打开VC++ 6.0类向导,在如下窗口中选择Base Class类为CWinThread,输入子类名为CMyUIThread,点击"OK"按钮后就产生了类CMyUIThread。
其源代码框架为:
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CMyUIThread thread
class CMyUIThread : public CWinThread
{ DECLARE_DYNCREATE(CMyUIThread) protected: CMyUIThread(); // protected constructor used by dynamic creation
// Attributes public:
// Operations public:
// Overrides // ClassWizard generated virtual function overrides //{{AFX_VIRTUAL(CMyUIThread) public: virtual BOOL InitInstance(); virtual int ExitInstance(); //}}AFX_VIRTUAL
// Implementation protected: virtual ~CMyUIThread();
// Generated message map functions //{{AFX_MSG(CMyUIThread) // NOTE - the ClassWizard will add and remove member functions here. //}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP()
};
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CMyUIThread
IMPLEMENT_DYNCREATE(CMyUIThread, CWinThread)
CMyUIThread::CMyUIThread()
{}
CMyUIThread::~CMyUIThread()
{}
BOOL CMyUIThread::InitInstance()
{ // TODO: perform and per-thread initialization here return TRUE;
}
int CMyUIThread::ExitInstance()
{ // TODO: perform any per-thread cleanup here return CWinThread::ExitInstance();
}
BEGIN_MESSAGE_MAP(CMyUIThread, CWinThread)
//{{AFX_MSG_MAP(CMyUIThread)
// NOTE - the ClassWizard will add and remove mapping macros here.
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
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使用下列代码就可以启动这个UI线程:
CMyUIThread *pThread;
pThread = (CMyUIThread*)
AfxBeginThread( RUNTIME_CLASS(CMyUIThread) );
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另外,我们也可以不用AfxBeginThread 创建线程,而是分如下两步完成:
(1)调用线程类的构造函数创建一个线程对象;
(2)调用CWinThread::CreateThread函数来启动该线程。
在线程自身内调用AfxEndThread函数可以终止该线程:
void AfxEndThread( UINT nExitCode //the exit code of the thread
);
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对于UI线程而言,如果消息队列中放入了WM_QUIT消息,将结束线程。
关于UI线程和工作者线程的分配,最好的做法是:将所有与UI相关的操作放入主线程,其它的纯粹的运算工作交给独立的数个工作者线程。
候捷先生早些时间喜欢为MDI程序的每个窗口创建一个线程,他后来澄清了这个错误。因为如果为MDI程序的每个窗口都单独创建一个线程,在窗口进行切换的时候,将进行线程的上下文切换!
2.线程间通信
MFC中定义了继承自CSyncObject类的CCriticalSection 、CCEvent、CMutex、CSemaphore类封装和简化了WIN32 API所提供的临界区、事件、互斥和信号量。使用这些同步机制,必须包含"Afxmt.h"头文件。下图给出了类的继承关系:
作为CSyncObject类的继承类,我们仅仅使用基类CSyncObject的接口函数就可以方便、统一的操作CCriticalSection 、CCEvent、CMutex、CSemaphore类,下面是CSyncObject类的原型:
class CSyncObject : public CObject
{ DECLARE_DYNAMIC(CSyncObject)
// Constructor public: CSyncObject(LPCTSTR pstrName);
// Attributes public: operator HANDLE() const; HANDLE m_hObject;
// Operations virtual BOOL Lock(DWORD dwTimeout = INFINITE); virtual BOOL Unlock() = 0; virtual BOOL Unlock(LONG /* lCount */, LPLONG /* lpPrevCount=NULL */) { return TRUE; }
// Implementation public: virtual ~CSyncObject(); #ifdef _DEBUG CString m_strName; virtual void AssertValid() const; virtual void Dump(CDumpContext& dc) const; #endif friend class CSingleLock; friend class CMultiLock;
};
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CSyncObject类最主要的两个函数是Lock和Unlock,若我们直接使用CSyncObject类及其派生类,我们需要非常小心地在Lock之后调用Unlock。
MFC提供的另两个类CSingleLock(等待一个对象)和CMultiLock(等待多个对象)为我们编写应用程序提供了更灵活的机制,下面以实际来阐述CSingleLock的用法:
class CThreadSafeWnd
{ public: CThreadSafeWnd(){} ~CThreadSafeWnd(){} void SetWindow(CWnd *pwnd) { m_pCWnd = pwnd; } void PaintBall(COLORREF color, CRect &rc); private: CWnd *m_pCWnd; CCriticalSection m_CSect;
};
void CThreadSafeWnd::PaintBall(COLORREF color, CRect &rc)
{ CSingleLock csl(&m_CSect); //缺省的Timeout是INFINITE,只有m_Csect被激活,csl.Lock()才能返回 //true,这里一直等待 if (csl.Lock())
; { // not necessary //AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState( )); CDC *pdc = m_pCWnd->GetDC(); CBrush brush(color); CBrush *oldbrush = pdc->SelectObject(&brush); pdc->Ellipse(rc); pdc->SelectObject(oldbrush); GdiFlush(); // don't wait to update the display }
}
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上述实例讲述了用CSingleLock对Windows GDI相关对象进行保护的方法,下面再给出一个其他方面的例子:
int array1[10], array2[10];
CMutexSection section; //创建一个CMutex类的对象
//赋值线程控制函数
UINT EvaluateThread(LPVOID param)
{ CSingleLock singlelock; singlelock(§ion);
//互斥区域 singlelock.Lock(); for (int i = 0; i < 10; i++) array1[i] = i; singlelock.Unlock();
}
//拷贝线程控制函数
UINT CopyThread(LPVOID param)
{ CSingleLock singlelock; singlelock(§ion);
//互斥区域 singlelock.Lock(); for (int i = 0; i < 10; i++) array2[i] = array1[i]; singlelock.Unlock();
}
}
AfxBeginThread(EvaluateThread, NULL); //启动赋值线程
AfxBeginThread(CopyThread, NULL); //启动拷贝线程
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上面的例子中启动了两个线程EvaluateThread和CopyThread,线程EvaluateThread把10个数赋值给数组array1[],线程CopyThread将数组array1[]拷贝给数组array2[]。由于数组的拷贝和赋值都是整体行为,如果不以互斥形式执行代码段:
for (int i = 0; i < 10; i++)
array1[i] = i;
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和
for (int i = 0; i < 10; i++)
array2[i] = array1[i];
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其结果是很难预料的!
除了可使用CCriticalSection、CEvent、CMutex、CSemaphore作为线程间同步通信的方式以外,我们还可以利用PostThreadMessage函数在线程间发送消息:
BOOL PostThreadMessage(DWORD idThread, // thread identifier
UINT Msg, // message to post
WPARAM wParam, // first message parameter
LPARAM lParam // second message parameter
);
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3.线程与消息队列
在WIN32中,每一个线程都对应着一个消息队列。由于一个线程可以产生数个窗口,所以并不是每个窗口都对应着一个消息队列。下列几句话应该作为"定理"被记住:
"定理" 一
所有产生给某个窗口的消息,都先由创建这个窗口的线程处理;
"定理" 二
Windows屏幕上的每一个控件都是一个窗口,有对应的窗口函数。
消息的发送通常有两种方式,一是SendMessage,一是PostMessage,其原型分别为:
LRESULT SendMessage(HWND hWnd, // handle of destination window UINT Msg, // message to send WPARAM wParam, // first message parameter LPARAM lParam // second message parameter
);
BOOL PostMessage(HWND hWnd, // handle of destination window UINT Msg, // message to post WPARAM wParam, // first message parameter LPARAM lParam // second message parameter
);
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两个函数原型中的四个参数的意义相同,但是SendMessage和PostMessage的行为有差异。SendMessage必须等待消息被处理后才返回,而PostMessage仅仅将消息放入消息队列。SendMessage的目标窗口如果属于另一个线程,则会发生线程上下文切换,等待另一线程处理完成消息。为了防止另一线程当掉,导致SendMessage永远不能返回,我们可以调用SendMessageTimeout函数:
LRESULT SendMessageTimeout( HWND hWnd, // handle of destination window UINT Msg, // message to send WPARAM wParam, // first message parameter LPARAM lParam, // second message parameter UINT fuFlags, // how to send the message
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