深入浅出Win32多线程设计之MFC的多线程（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
);

　　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);

　　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
};

　　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
);

　　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()

　　使用下列代码就可以启动这个UI线程：

CMyUIThread *pThread;
pThread = (CMyUIThread*)
AfxBeginThread( RUNTIME_CLASS(CMyUIThread) );

　　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
);

　　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;
};

　　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
　}
}

　　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(&section);

　//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(&section);

　//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

　　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;

　　和

for (int i = 0; i < 10; i++)
array2[i] = array1[i];

　　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
);

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
);

　　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
　UINT uTimeout, // time-out duration
　LPDWORD lpdwResult // return value for synchronous call
);