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1、Windows多线程编程及调优,Win32 API是Windows操作系统为内核以及应用程序之间提供的接口，将内核提供的功能进行函数封装，应用程序通过调用相关的函数获得相应的系统功能。 MFC是微软基础函数类库(Microsoft Foundation Classes)，由微软提供的，用类库的方式将Win32 API 进行封装, 以类的方式提供给开发者。 .NET Framework 由两部分构成：公共语言运行库（Common Language Runtime ，CLR）和Framework类库（Framework Class Library ，FCL）。.NET 基础类库的System.Th
2、reading命名空间提供了大量的类和接口来支持多线程。所有与多线程机制相关的类都存放在System.Threading命名空间中。,使用Win32线程API,Win32函数库中提供了操作多线程的函数，包括创建线程、管理线程、终止线程、线程同步等接口。 线程函数： DWORD WINAPI ThreadFunc (LPVOID lpvThreadParm) 线程创建 HANDLE CreateThread ( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, SIZE_T dwStackSize, LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartA
3、ddress, LPVOID lpParameter, DWORD dwCreationFlags, LPDWORD lpThreadId );,CreateThread不会执行C运行时数据块， 因此在C运行时库的应用程序中，不能使CreateThread创建线程，微软提供了另外的创建方法：创建线程用process.h头文件中声明的c执行时期链接库函数 _beginthread函数， uintptr_t _beginthread( void( *start_address )( void * ),unsigned stack_size,void *arglist );,使用Win32线程API
4、,线程管理 控制和操作线程（管理），Windows允许对创建的线程进行挂起或运行操作，进入相应的状态。线程中的每个线程都有挂起计数器，当挂起计数器为0时，线程被执行，当挂起计数器值大于0时，调度器不去调度该线程 。 不能够直接访问现成的挂起计数器，可以通过调用API函数来改变它的值，两个函数： DWORD SuspendThread(HANDLE hThread) ：挂起操作，如果函数执行成功，线程中止执行，调用一次，线程挂起计数器值增1 ； DWORD ResumeThread(HANDLE hThread) ：用于结束线程的挂起状态操作，每次调用该函数，线程挂起计数器值减1，若挂起计数器值
5、为0，则不会再减。,线程等待 Win32 API提供了一组能使线程阻塞其自身执行的等待函数WaitForSingleObject、WaitForMultipleObject。这些函数在其参数中的一个或多个同步对象中产生了信号，或者在超过规定的时间才返回。在等待函数未返回时，线程处于等待状态，线程不消耗CPU时间. 线程终结 线程函数返回时，线程自动终止，如果需要在线程的执行过程中终止则可调用ExitThread函数。如果在线程之外终止线程，可以调用TerminateThread函数。,线程同步的实现,在Win32中，同步的机制主要有以下几种： 全局变量 事件(Event) 临界区(Critic
6、al section) 互斥量(Mutex) 信号量(Semaphore) 全局变量 进程中的所有线程都可以访问所有的全局变量，全局变量成为win32多线程通信的最简单方式,事件(Event),事件(Event) Win32提供的最灵活的线程间同步方式. 事件存在两种状态： 激发状态; 未激发状态. 创建事件函数原型:HANDLE CreateEvent(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes,BOOL bManualReset,BOOL bInitialState,LPCTSTR lpName);,事件(Event),事件设置分类： 手动设置：这种对象
7、只能用程序来手动设置，在需要该事件或者事件发生时，采用SetEvent及ResetEvent来进行设置。 SetEvent只有一个参数，该参数指定了时间对象的句柄值，若事件成功激发，返回TRUE; ResetEvent函数将事件对象恢复到最初的非激发状态，只有一个参数，成功后返回真 . 自动恢复：一旦事件发生并被处理后，将自动恢复到没有事件状态，因此不需要再次设置。 事件机制应用实例: 有三个线程：主、读、写。读线程必须在写线程完成写操作之后进行读操作，主线程必须在读线程进行完读操作之后才结束.,临界区,临界区：防止多个线程同时执行一个特定代码段的机制，适用于多个线程操作之间没有先后顺序但要求
8、互斥的同步。 多个线程访问同一个临界区的原则： 一次最多只能一个线程停留在临界区内； 不能让一个线程无限地停留在临界区内，否则其他线程将不能进入该临界区。 临界区变量定义方法： CRITICAL_SECTION gCritical_Section;（全局 ）,临界区,相关的API ： 初始化临界区InitializeCriticalSection( 临界区同步机制实例： 例如一个银行系统有两个线程执行取款任务，一个使用存折在柜台取款，另一个使用银行卡在ATM机上取款。若不加控制，很可能帐户余额不足于两次取款的总额，但还是能把款取走。如：100元被取走110元。,互斥量,互斥量：协调多个线程的活
9、动，通过锁定和取消锁定资源，控制对共享资源的访问。作用就是保证每次只能有一个线程获得互斥量，解锁互斥量的线程一定也是对其加锁的线程。 创建函数：HANDLE CreateMutex(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,BOOL bInitialOwner,LPCTSTR lpName); 相关的API操作如下： CreateMutex创建一个互斥量，返回对象句柄 OpenMutex打开并返回一个已存在的互斥对象句柄，使之后续访问。 ReleaseMutex释放对互斥量的占用，使之成为可用。,信号量,信号量是一个核心对象，拥有一个计数器，可用来管理大量
10、有限的系统资源，当计数器大于0时，信号量为有信号状态，当计数值为0时，信号量就处于无信号状态。 创建信号量HANDLE CreateSemaphore(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSA, LONG lInitialCount, LONG lMaximumCount, LPCTSTR lpName );,信号量,释放信号量 BOOL ReleaseSemaphore(HANDLE hSemaphore, LONG lReleaseCount, LPLONG lpPreviousCount ); 打开信号量 HANDLE OpenSemaphore(DWORD dwDesire
11、dAccess, BOOL bInheritHandle, LPCTSTR lpName );,MFC线程同步实现,MFC通过全局函数afxBeginThread() 来创建一个CWinThread对象。 MFC同步类 CCriticalSection 只允许当前进程中的一个线程访问某个对象的同步类 CMutes 只允许系统中一个进程内的一个线程访问某个对象的同步类 CSymaphore 只允许一到某个指定数目个线程同时访问某个对象的同步类 CEvent 当某个事件发生时通知一个应用程序的同步类,MFC线程同步实现,实例：创建MFC AppWizard Exe工程，对4个数组排序后，通过信号量
12、同步机制，依次显示每个数组经过排序后的输出。 HANDLE g_hBusy; HWND hwnd; int k=0; long data1 = 12,32,47,763,75,43,86,42; long data2 = 432,68,36,84,47,73,732,46; long data3 = 435,754,37,765,48,785,326,78; long data4 = 54,76,93,457,456,34,94,50;,.NET Framework多线程的实现,创建辅助（或从属）线程的第一个步骤是创建 ThreadStart 代理，指定要由该线程执行的线程函数。然后将 Thr
13、eadStart 代理传递给 Thread 类的构造函数。 ThreadStart starter = new ThreadStart(MyFunction); Thread t = new Thread(starter); t.Start(); 线程创建好后，可以使用Thread类下的方法对线程进行控制： Resume 继续已挂起的线程。 Sleep 将当前线程阻塞指定的毫秒数。 Suspend 挂起线程。 Abort 调用此方法通常会终止线程。,.NET框架下同步机制实现,.NET framework提供了很多的类和数据类型来控制对共享资源的访问。 Monitor类 WaitHandle类 Mutex类 AutoResetEvent类 InterLocked类,lock 关键字将语句块标记为临界区，方法是获取给定对象的互斥锁，执行语句，然后释放该锁。此语句的形式如下： Object thisLock = new Object(); lock (thisLock) / Critical code section ,
