C++多线程编程入门之经典实例

逃离我推掉我的手 2022-08-14 00:43 208阅读 0赞

C++代码

1.  **HANDLE** CreateThread(   
2.    \_\_in   SEC\_ATTRS    
3.              SecurityAttributes,   
4.    \_\_in   **ULONG**    
5.              StackSize,        // initial stack size   
6.    \_\_in   SEC\_THREAD\_START    
7.              StartFunction,    // thread function   
8.    \_\_in   **PVOID**    
9.              ThreadParameter,  // thread argument
10.   \_\_in   **ULONG**    
11.             CreationFlags,    // creation option   
12.   \_\_out  **PULONG**    
13.             ThreadId          // thread identifier   
14. );

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。

多线程编程实例1：

C++代码

1.  **\#include <iostream> **  
2.  **\#include <windows.h> **  
3.  **using** **namespace** std;   
4.    
5.  **DWORD** WINAPI Fun(**LPVOID** lpParamter)   
6.  \{   
7.        **while**(1) \{ cout<<"Fun display!"<<endl; \}   
8.  \}   
9.    
10. **int** main()   
11. \{   
12.     **HANDLE** hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);   
13.     CloseHandle(hThread);   
14.     **while**(1) \{ cout<<"main display!"<<endl;  \}   
15.     **return** 0;   
16. \}

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Sleep来暂停线程的执行。

C++代码

1.  **VOID** WINAPI Sleep(   
2.    \_\_in  **DWORD** dwMilliseconds   
3.  );

dwMilliseconds表示千分之一秒，所以 Sleep(1000); 表示暂停1秒。

多线程编程实例2：

C++代码

1.  **\#include <iostream> **  
2.  **\#include <windows.h> **  
3.  **using** **namespace** std;   
4.    
5.  **DWORD** WINAPI Fun(**LPVOID** lpParamter)   
6.  \{       
7.        **while**(1) \{ cout<<"Fun display!"<<endl; Sleep(1000);\}   
8.  \}   
9.    
10. **int** main()   
11. \{   
12.       **HANDLE** hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);   
13.       CloseHandle(hThread);   
14.       **while**(1) \{ cout<<"main display!"<<endl;  Sleep(2000);\}   
15.       **return** 0;   
16. \}

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。

多线程编程实例3：

C++代码

1.  **\#include <iostream> **  
2.  **\#include <windows.h> **  
3.  **using** **namespace** std;   
4.    
5.  **DWORD** WINAPI Fun(**LPVOID** lpParamter)   
6.  \{   
7.        **while**(1) \{ cout<<"Fun display!\\n"; Sleep(1000);\}   
8.  \}   
9.    
10. **int** main()   
11. \{   
12.       **HANDLE** hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);   
13.       CloseHandle(hThread);   
14.       **while**(1) \{ cout<<"main display!\\n";  Sleep(2000);\}   
15.       **return** 0;   
16. \}

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，下面举个例子吧。

多线程编程实例4：

假如有一个资源 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。

我们回到前面实例2，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。

那么为什么我们把实例2改成实例3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，所以我们看到实例2和实例3的运行结果是不一样的。

那么，是不是实例2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实例2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。

C++代码

1.  **HANDLE** CreateMutex(      
2.      LPSECURITY\_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,       
3.      **BOOL** bInitialOwner,                       // initial owner      
4.      **LPCTSTR** lpName                            // object name      
5.  );

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。

C++代码

1.  **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。

C++代码

1.  **BOOL** ReleaseMutex(   
2.      **HANDLE** hMutex   // handle to mutex   
3.  );

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：

C++代码

1.  **DWORD** WaitForSingleObject(   
2.      **HANDLE** hHandle,        // handle to object   
3.      **DWORD** dwMilliseconds   // time-out interval   
4.  );

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，该到我们来解决实例2的问题的时候了，我们可以把实例2做一些修改，如下面的实例。

多线程编程实例5：

C++代码

1.  **\#include <iostream> **  
2.  **\#include <windows.h> **  
3.  **using** **namespace** std;   
4.    
5.  **HANDLE** hMutex;   
6.    
7.  **DWORD** WINAPI Fun(**LPVOID** lpParamter)   
8.  \{   
9.         **while**(1) \{    
10.                  WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);   
11.                  cout<<"Fun display!"<<endl;    
12.                  Sleep(1000);   
13.                  ReleaseMutex(hMutex);   
14.         \}   
15. \}   
16.   
17. **int** main()   
18. \{   
19.       **HANDLE** hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);   
20.       hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, "screen");   
21.       CloseHandle(hThread);   
22.       **while**(1) \{   
23.                WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);   
24.                cout<<"main display!"<<endl;     
25.                Sleep(2000);   
26.                ReleaseMutex(hMutex);   
27.       \}   
28.   
29.       **return** 0;   
30. \}

运行此代码会得到我们预期的输出内容。

C++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。

多线程编程实例1：

C++代码

1.  **VOID** WINAPI Sleep(   
2.    \_\_in  **DWORD** dwMilliseconds   
3.  );

dwMilliseconds表示千分之一秒，所以 Sleep(1000); 表示暂停1秒。

多线程编程实例2：

C++代码

1.  **\#include <iostream> **  
2.  **\#include <windows.h> **  
3.  **using** **namespace** std;   
4.    
5.  **DWORD** WINAPI Fun(**LPVOID** lpParamter)   
6.  \{       
7.        **while**(1) \{ cout<<"Fun display!"<<endl; Sleep(1000);\}   
8.  \}   
9.    
10. **int** main()   
11. \{   
12.       **HANDLE** hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);   
13.       CloseHandle(hThread);   
14.       **while**(1) \{ cout<<"main display!"<<endl;  Sleep(2000);\}   
15.       **return** 0;   
16. \}

多线程编程实例3：

C++代码

1.  **\#include <iostream> **  
2.  **\#include <windows.h> **  
3.  **using** **namespace** std;   
4.    
5.  **DWORD** WINAPI Fun(**LPVOID** lpParamter)   
6.  \{   
7.        **while**(1) \{ cout<<"Fun display!\\n"; Sleep(1000);\}   
8.  \}   
9.    
10. **int** main()   
11. \{   
12.       **HANDLE** hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);   
13.       CloseHandle(hThread);   
14.       **while**(1) \{ cout<<"main display!\\n";  Sleep(2000);\}   
15.       **return** 0;   
16. \}

多线程编程实例4：

假如有一个资源 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;

C++代码

1.  **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。

C++代码

1.  **BOOL** ReleaseMutex(   
2.      **HANDLE** hMutex   // handle to mutex   
3.  );

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：

C++代码

1.  **DWORD** WaitForSingleObject(   
2.      **HANDLE** hHandle,        // handle to object   
3.      **DWORD** dwMilliseconds   // time-out interval   
4.  );

多线程编程实例5：

C++代码

运行此代码会得到我们预期的输出内容。