C++ 多线程知识1.多线程入门 CreateThread 20131021
1.介绍WinAPI中的CreateThread
函数原型：
HANDLE WINAPI CreateThread(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,
SIZE_T dwStackSize,
LPTHREAD_STACK_ROUTLINE lpStartAddress,
LPVOID lpParameter,
DWORD dwCreationFlags,
LPDWORD lpThreadId);
参数介绍：
第一个参数是指向SECURITY_ATTRIBUTES struct 类型的指针，一般设置成为NULL，在Windows 98系统中会忽略该参数。
第二个参数是用于新线程的初始化堆栈大小，默认值是0，也就是在任何情况下，Windows会根据需要动态的延长堆栈的大小。
第三个参数是指向线程运行函数的指标，函数名称没有限制，但是必须是以下形式声明的：
DWORD WINAPI ThreadProc(PVOID pPrama); 返回值是一个DWORD 4字节的数据，参数是一个PVOID的指针，也就是void类型的指针，函数中根据需要，利用指针获取参数。
第四个参数就是传递给线程函数参数的指针，类型是LPVOID；
第五个参数通常设置成为0，表示创建完成线程之后，立即执行该线程，当简历线程不马上执行的话，可以使用CREATE_SUSPENED，线程将暂停，知道呼叫ResumeThread()函数类恢复线程。
第六个参数是一个指标，指向接受执行ID值的变量；
2.WINAPI CreateThread的操作系统层面分析
当使用CreateProcess WINAPI调用的时候，系统将创建一个进程和一个主线程。CreateThread将在主线程的基础之上创建一个新的线程，操作系统的底层实现原理如下：
在内核对象上分配一个线程标识/句柄（也就是一个指针），有CreateThread函数返回；
把线程退出码设置成为STILL_ACTIVE, 把线程挂起的数目++（也就是这个线程处于SUSPENED状态）；
给线程分配context结构，也就是线程上下文；
分配两页的物理存储已准备栈，保护页设置成为PAGE_READWRITE，第二页设置成为PAGE_GUARD；
lpStartAddress和lpvThread值放在栈顶，使他们成为传送给StartOfThread的参数；
把Context线程上下文的栈指针指向栈顶，指令指向startOfThread函数。
3.CreateThread的例子
3.1简单的创建线程启动
DWORD /*WINAPI*/ ThreadProc(LPVOID lpdwThreadParam){
for (int i = 0; i < 10; i++){
cout << "Thread fun display " << i << endl;
Sleep(1000);
}
return 0;
}
int main(){
HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0,(LPTHREAD_START_ROUTINE) &ThreadProc, NULL, 0, NULL);
CloseHandle(hThread);
for (int i = 0; i < 10; i++){
cout << "main thread run " <<i << endl;
Sleep(1000);
}
cout << endl;
return 0;
}
需要注意的地方：
在传递函数指针的时候，如果我们的ThreadProc没有声明是WINAPI格式，那么在传递函数指针的时候，需要将它转换成为（LPTHREAD_START_ROUTINE）&ThreadProc,但是如果线程处理函数声明形式为WINAPI的话，就可以直接传递函数名称。
3.2线程之间同步的问题
这种情况下，会出现输出不换行，或者是换两行的问题。但是初步的 多线程已经具备。多线程并发的运行使用一些资源的话，我们不能够保证这些资源都能够被正确的利用，因为整个时候资源并不是独占的。输出到屏幕就会占用资源，但main线程没有输出endl换行的时候，就让给另一个线程，就会出现各种悲剧的场景；
解决上面的问题，就需要使用同步机制，对于一个资源被多个线程共用，会造成程序的错误，一个线程拥有对贡献资源的独占，就可以解决上面的问题了：
HANDLE CreateMutex(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,//SD
BOOL bInitialOwner,// initial owner
LPCTSTR lpName // object name
)
干函数用于创造一个独占资源，第一个参数我们没有使用设置成为NULL，第二个参数是他的进程，第三个参数是指定资源的名称
HANDLE hMutex = CreateMutex(NULL,TRUE, “screen”);
这一条语句创建可一个名称是screen的并且归属创建它的进程的资源
对应占有资源就有释放资源，一旦进程释放资源，该资源就不属于他了，
BOOL ReleaseMutex(HANDLE hMutex);
释放资源之后如果再想申请资源也是可以的
DWORD WaitForSingleObject(
HANDLE hHandle,// handle to object
DWORD dwMilliseconds // time-out interval);
第一个参数是申请资源的句柄，第二个参数一般指为INFINITE，表示一直等待资源，如果指定0的话，就是一旦得不到资源就立刻返回，也可以指定在一定的时间内返回。
源代码例子：
#include <iostream>
#include <Windows.h>
using namespace std;
HANDLE hMutex;
DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter){
for (int i = 0; i < 10; i++){
WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
cout<< "Fun display" << i << endl;
ReleaseMutex(hMutex);
Sleep(1000);
}
return 0;
}
int main(){
HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0,Fun,NULL, 0, NULL);
hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, "screen");
for (int i = 0; i < 10; i++){
WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
cout << "main thread run " <<i << endl;
Sleep(1000);
ReleaseMutex(hMutex);
}
cout << endl;
CloseHandle(hThread);
CloseHandle(hMutex);
return 0;
}
3.3关于线程等待的问题
当主线程结束的时候，分支线程还没有结束的话，进程会直接退出，分支线程也会结束，所以在程序中有可能会出现分支线程还没有运行完成，但是主线程已经结束，那么分线程也不会继续运行下去，直接被卡掉。所以这个时候我们需要做一些处理。
同时注意一个函数 CloseHandle(HANDLE)函数式用于关闭HANDLE的。
主线程中每创建一个线程的话，会返回一个线程的句柄HANDLE，事后，我们就可以对线程执行某些操作，比如查询线程的状态等考的就是线程的句柄。如果没有句柄的话，系统就不会知道如何得到线程的状态。但是保持这个线程的句柄不是线程运行的条件。
关闭线程句柄知识释放句柄资源，新开启的线程之后，如果不在利用该线程的句柄，我们就应该释放掉线程的句柄，释放系统的资源。关闭线程句柄和线程的结束与否没有关系。系统中的句柄资源是有限的。
对于CloseHandle函数只是减少一个对于hThread的引用计数，用于释放线程的资源，但不是用于终止线程的。终止线程使用的是terminalthread or exitthread。 TerminateThread的使用会导致各类资源的释放问题，主要是和该线程相连的各种DLL，他们都无法得到线程退出的通知。应该在线程中自然的退出（ExitThread）或是直接调用ExitThread线程，退出的时候应该有同步对象和其他机制实现，主线程一般使用的是WaitForSingleObject函数等待该线程的句柄，以确保现成的退出。
例子：
HANDLE hMutex;
DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter){
for (int i = 0; i < 10; i++){
WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
cout << "Fun display" << i << endl;
ReleaseMutex(hMutex);
Sleep(1000);
}
return 0;
}
int main(){
HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0,Fun,NULL, 0, NULL);
hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, "screen");
for (int i = 0; i < 10; i++){
WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
cout << "main thread run " <<i << endl;
//Sleep(1000);
ReleaseMutex(hMutex);
}
cout << endl;
WaitForSingleObject(hThread, INFINITE);//等待分线程的退出机制
CloseHandle(hThread);
CloseHandle(hMutex);
return 0;
}
追梦的飞飞
于广州中山大学 201310221
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