C++多線程編程簡單一實例

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C++本身並沒有提供任何多線程機制，但是在windows下，我們可以調用SDK win32 api來編寫多線程的程式，下面就此簡單的講一下：

 

建立線程的函數

HANDLE CreateThread( 

    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SD

    SIZE_T dwStackSize,                       // initial stack size

    LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,    // thread function

    LPVOID lpParameter,                       // thread argument

    DWORD dwCreationFlags,                    // creation option

    LPDWORD lpThreadId                        // thread identifier

);

在這裡我們只用到了第三個和第四個參數，第三個參數傳遞了一個函數的地址，也是我們要指定的新的線程，第四個參數是傳給新線程的參數指標。

 

eg1:

 

#include <iostream>

#include <windows.h>

using namespace std;

 

DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)

{

      while(1) { cout<<"Fun display!"<<endl; }

}

 

int main()

{

    HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);

    CloseHandle(hThread);

    while(1) { cout<<"main display!"<<endl;  }

    return 0;

}

 

我們可以看到主線程（main函數）和我們自己的線程（Fun函數）是隨機地交替執行的，但是兩個線程輸出太快，使我們很難看清楚，我們可以使用函數

VOID Sleep(

    DWORD dwMilliseconds   // sleep time

);

 

來暫停線程的執行，dwMilliseconds表示千分之一秒，所以

Sleep(1000);

表示暫停1秒

 

eg2:

  

#include <iostream>

#include <windows.h>

using namespace std;

 

DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)

{    

      while(1) { cout<<"Fun display!"<<endl; Sleep(1000);}

}

 

int main()

{

      HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);

      CloseHandle(hThread);

      while(1) { cout<<"main display!"<<endl;  Sleep(2000);}

      return 0;

}

執行上述代碼，這次我們可以清楚地看到在螢幕上交錯地輸出Fun display!和main display!，我們發現這兩個函數確實是並發啟動並執行，細心的讀者可能會發現我們的程式是每當Fun函數和main函數輸出內容後就會輸出換行，但是我們看到的確是有的時候程式輸出換行了，有的時候確沒有輸出換行，甚至有的時候是輸出兩個換行。這是怎麼回事？下面我們把程式改一下看看：

 

eg3:

  

#include <iostream>

#include <windows.h>

using namespace std;

 

DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)

{

      while(1) { cout<<"Fun display!\n"; Sleep(1000);}

}

 

int main()

{

      HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);

      CloseHandle(hThread);

      while(1) { cout<<"main display!\n";  Sleep(2000);}

      return 0;

}

 

我們再次運行這個程式，我們發現這時候正如我們預期的，正確地輸出了我們想要輸出的內容並且格式也是正確的。下面我就來講一下此前我們的程式為什麼沒有正確的運行。多線程的程式時並發地啟動並執行，多個線程之間如果公用了一些資源的話，我們並不能保證這些資源都能正確地被利用，因為這個時候資源並不是獨佔的，舉個例子吧：

 

eg4:

加入有一個資源 int a = 3

有一個線程函數 selfAdd() 該函數是使 a += a;

又有一個線程函數 selfSub() 該函數是使a -= a;

  

我們假設上面兩個線程正在並發欲行，如果selfAdd在執行的時候，我們的目的是想讓a編程6，但此時selfSub得到了啟動並執行機會，所以a變成了0，等到selfAdd的到執行的機會後，a += a ，但是此時a確是0，並沒有如我們所預期的那樣的到6，我們回到前面EG2，在這裡，我們可以把螢幕看成是一個資源，這個資源被兩個線程所共用，加入當Fun函數輸出了Fun display!後，將要輸出endl（也就是清空緩衝區並換行，在這裡我們可以不用理解什麼事緩衝區），但此時main函數確得到了啟動並執行機會，此時Fun函數還沒有來得及輸出換行就把CPU讓給了main函數，而這時main函數就直接在Fun display!後輸出main display!，至於為什麼有的時候程式會連續輸出兩個換行，讀者可以採用同樣的分析方法來分析，在這裡我就不多講了，留給讀者自己思考了。

那麼為什麼我們把eg2改成eg3就可以正確的運行呢？原因在於，多個線程雖然是並發啟動並執行，但是有一些操作是必須一氣呵成的，不允許打斷的，所以我們看到eg2和eg3的運行結果是不一樣的。

 

那麼，是不是eg2的代碼我們就不可以讓它正確的運行呢？答案當然是否，下面我就來講一下怎樣才能讓eg2的代碼可以正確運行。這涉及到多線程的同步問題。對於一個資源被多個線程共用會導致程式的混亂，我們的解決方案是只允許一個線程擁有對共用資源的獨佔，這樣就能夠解決上面的問題了。

HANDLE CreateMutex(

    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,  // SD

    BOOL bInitialOwner,                       // initial owner

    LPCTSTR lpName                            // object name

 );

該函數用於創造一個獨佔資源，第一個參數我們沒有使用，可以設為NULL，第二個參數指定該資源初始是否歸屬建立它的進程，第三個參數指定資源的名稱。

 

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

這條語句創造了一個名為screen並且歸屬於建立它的進程的資源

  

BOOL ReleaseMutex(

    HANDLE hMutex   // handle to mutex

  );

該函數用於釋放一個獨佔資源，進程一旦釋放該資源，該資源就不再屬於它了，如果還要用到，需要重新申請得到該資源。申請資源的函數如下

 

DWORD WaitForSingleObject(

    HANDLE hHandle,        // handle to object

    DWORD dwMilliseconds   // time-out interval

  );

第一個參數指定所申請的資源的控制代碼，第二個參數一般指定為INFINITE，表示如果沒有申請到資源就一直等待該資源，如果指定為0，表示一旦得不到資源就返回，也可以具體地指定等待多久才返回，單位是千分之一秒。好了，該到我們來解決eg2的問題的時候了，我們可以把eg2做一些修改，如下

 

eg5：

 

#include <iostream>

#include <windows.h>

using namespace std;

HANDLE hMutex;

DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)

{

        

       while(1) { 

                 WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);

                 cout<<"Fun display!"<<endl; 

                 Sleep(1000);

                 ReleaseMutex(hMutex);

        }

  }

 

int main()

{

      HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);

      hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, "screen");

      CloseHandle(hThread);

      while(1) {

               WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);

               cout<<"main display!"<<endl;  

               Sleep(2000);

               ReleaseMutex(hMutex);

      }

      return 0;

}

運行代碼正如我們所預期的輸出的內容。

 

轉載自:http://hi.baidu.com/%CF%D0%B5%AD%CA%B0%D2%E4/blog/item/2e56a02f06d89f2e359bf77b.html

 

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