楼主: fantuanxiaot
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[源码分享] [C++]C++多线程简单编程[转载] [分享]

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fantuanxiaot 发表于 2015-4-14 19:58:41 |显示全部楼层

C++本身并没有提供任何多线程机制,但是在windows下,我们可以调用SDK win32 api来编写多线程的程序,下面就此简单的讲一下:

创建线程的函数

  1. HANDLE CreateThread(
  2.     LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SD
  3.     SIZE_T dwStackSize,                       // initial stack size
  4.     LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,    // thread function
  5.     LPVOID lpParameter,                       // thread argument
  6.     DWORD dwCreationFlags,                    // creation option
  7.     LPDWORD lpThreadId                        // thread identifier
  8. );
复制代码

在这里我们只用到了第三个和第四个参数,第三个参数传递了一个函数的地址,也是我们要指定的新的线程,第四个参数是传给新线程的参数指针。

eg1:

  1. #include <iostream>
  2. #include <windows.h>
  3. using namespace std;

  4. DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)
  5. {
  6.       while(1) { cout<<"Fun display!"<<endl; }
  7. }

  8. int main()
  9. {
  10.     HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
  11.     CloseHandle(hThread);
  12.     while(1) { cout<<"main display!"<<endl;  }
  13.     return 0;
  14. }
复制代码

我们可以看到主线程(main函数)和我们自己的线程(Fun函数)是随机地交替执行的,但是两个线程输出太快,使我们很难看清楚,我们可以使用函数

VOID Sleep(

    DWORD dwMilliseconds   // sleep time

);


来暂停线程的执行,dwMilliseconds表示千分之一秒,所以

Sleep(1000);

表示暂停1秒

eg2:

  1.   
  2. #include <iostream>
  3. #include <windows.h>
  4. using namespace std;

  5. DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)
  6. {   
  7.       while(1) { cout<<"Fun display!"<<endl; Sleep(1000);}
  8. }

  9. int main()
  10. {
  11.       HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
  12.       CloseHandle(hThread);
  13.       while(1) { cout<<"main display!"<<endl;  Sleep(2000);}
  14.       return 0;
  15. }
复制代码

执行上述代码,这次我们可以清楚地看到在屏幕上交错地输出Fun display!和main display!,我们发现这两个函数确实是并发运行的,细心的读者可能会发现我们的程序是每当Fun函数和main函数输出内容后就会输出换行,但是我们看到的确是有的时候程序输出换行了,有的时候确没有输出换行,甚至有的时候是输出两个换行。这是怎么回事?下面我们把程序改一下看看:


eg3:

  

  1. #include <iostream>
  2. #include <windows.h>
  3. using namespace std;

  4. DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)
  5. {
  6.       while(1) { cout<<"Fun display!\n"; Sleep(1000);}
  7. }

  8. int main()
  9. {
  10.       HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
  11.       CloseHandle(hThread);
  12.       while(1) { cout<<"main display!\n";  Sleep(2000);}
  13.       return 0;
  14. }
复制代码

我们再次运行这个程序,我们发现这时候正如我们预期的,正确地输出了我们想要输出的内容并且格式也是正确的。下面我就来讲一下此前我们的程序为什么没有正确的运行。多线程的程序时并发地运行的,多个线程之间如果公用了一些资源的话,我们并不能保证这些资源都能正确地被利用,因为这个时候资源并不是独占的,举个例子吧:


eg4:

加入有一个资源 int a = 3

有一个线程函数 selfAdd() 该函数是使 a += a;

又有一个线程函数 selfSub() 该函数是使a -= a;

  

我们假设上面两个线程正在并发欲行,如果selfAdd在执行的时候,我们的目的是想让a编程6,但此时selfSub得到了运行的机会,所以a变成了0,等到selfAdd的到执行的机会后,a += a ,但是此时a确是0,并没有如我们所预期的那样的到6,我们回到前面EG2,在这里,我们可以把屏幕看成是一个资源,这个资源被两个线程所共用,加入当Fun函数输出了Fun display!后,将要输出endl(也就是清空缓冲区并换行,在这里我们可以不用理解什么事缓冲区),但此时main函数确得到了运行的机会,此时Fun函数还没有来得及输出换行就把CPU让给了main函数,而这时main函数就直接在Fun display!后输出main display!,至于为什么有的时候程序会连续输出两个换行,读者可以采用同样的分析方法来分析,在这里我就不多讲了,留给读者自己思考了。

那么为什么我们把eg2改成eg3就可以正确的运行呢?原因在于,多个线程虽然是并发运行的,但是有一些操作是必须一气呵成的,不允许打断的,所以我们看到eg2和eg3的运行结果是不一样的。

那么,是不是eg2的代码我们就不可以让它正确的运行呢?答案当然是否,下面我就来讲一下怎样才能让eg2的代码可以正确运行。这涉及到多线程的同步问题。对于一个资源被多个线程共用会导致程序的混乱,我们的解决方法是只允许一个线程拥有对共享资源的独占,这样就能够解决上面的问题了。

HANDLE CreateMutex(

    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,  // SD

    BOOL bInitialOwner,                       // initial owner

    LPCTSTR lpName                            // object name

);

该函数用于创造一个独占资源,第一个参数我们没有使用,可以设为NULL,第二个参数指定该资源初始是否归属创建它的进程,第三个参数指定资源的名称。


HANDLE hMutex = CreateMutex(NULL,TRUE,"screen");

这条语句创造了一个名为screen并且归属于创建它的进程的资源

  

BOOL ReleaseMutex(

    HANDLE hMutex   // handle to mutex

  );

该函数用于释放一个独占资源,进程一旦释放该资源,该资源就不再属于它了,如果还要用到,需要重新申请得到该资源。申请资源的函数如下

DWORD WaitForSingleObject(

    HANDLE hHandle,        // handle to object

    DWORD dwMilliseconds   // time-out interval

  );

第一个参数指定所申请的资源的句柄,第二个参数一般指定为INFINITE,表示如果没有申请到资源就一直等待该资源,如果指定为0,表示一旦得不到资源就返回,也可以具体地指定等待多久才返回,单位是千分之一秒。好了,该到我们来解决eg2的问题的时候了,我们可以把eg2做一些修改,如下

eg5:


  1. #include <iostream>
  2. #include <windows.h>
  3. using namespace std;
  4. HANDLE hMutex;
  5. DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)
  6. {
  7.         
  8.        while(1) {
  9.                  WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
  10.                  cout<<"Fun display!"<<endl;
  11.                  Sleep(1000);
  12.                  ReleaseMutex(hMutex);
  13.         }
  14.   }

  15. int main()
  16. {
  17.       HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
  18.       hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, "screen");
  19.       CloseHandle(hThread);
  20.       while(1) {
  21.                WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
  22.                cout<<"main display!"<<endl;  
  23.                Sleep(2000);
  24.                ReleaseMutex(hMutex);
  25.       }
  26.       return 0;
  27. }
复制代码

运行代码正如我们所预期的输出的内容。


关键词:多线程 Attributes attribute Parameter creation 多线程

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fjrong 在职认证  发表于 2015-4-14 20:33:50 |显示全部楼层

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fjrong 在职认证  发表于 2015-4-14 20:35:04 |显示全部楼层

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auirzxp 学生认证  发表于 2015-4-14 20:44:26 |显示全部楼层

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auirzxp 学生认证  发表于 2015-4-14 20:45:28 |显示全部楼层

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hkmonte 发表于 2015-4-14 22:37:47 |显示全部楼层

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厉害啊~~
不过看来C++真的不好学啊!
用高阶语言还是比较适合我呢
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fantuanxiaot 发表于 2015-4-14 22:46:22 |显示全部楼层
hkmonte 发表于 2015-4-14 22:37
厉害啊~~
不过看来C++真的不好学啊!
用高阶语言还是比较适合我呢
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晓七 在职认证  发表于 2015-4-14 23:09:51 |显示全部楼层

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晓七 在职认证  发表于 2015-4-14 23:10:50 |显示全部楼层

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SMACKDOWN 发表于 2015-4-14 23:21:20 |显示全部楼层

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