Windows線程生滅 (一)關於_BEGINTHREADEX、_BEGINTHREAD和CREATETHREADMFC 多線程及線程同步

文章目錄

• 1. _beginthread與_beginthreadex
• 2. AfxBeginThread與mfc的CreateThread

一、線程建立

Windows線程在建立時會首先建立一個線程核心對象，它是一個較小的資料結構，作業系統通過它來管理線程。新線程可以訪問進程核心對象的所有控制代碼、進程中的所有記憶體及同一進程中其它線程的棧。

建立有以下幾種方式，分別說明

1. CreateThread(...) (作業系統提供的API，盡量不要使用)
2. _beginthread(...)
3. _beginthreadex(...)
4. AfxBeginThread(...) (MFC提供的介面)

首先聲明一個線程函數，原型為：

DWORD FunThread(LPVOID pParam);

1. CreateThread()

該函數為作業系統提供，原型如下：

HANDLE WINAPI CreateThread(  _In_opt_   LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes ,  _In_       SIZE_T dwStackSize ,  _In_       LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,  _In_opt_   LPVOID lpParameter,  _In_       DWORD dwCreationFlags,  _Out_opt_  LPDWORD lpThreadId );

說明：

Header	Library	Dll
WinBase.h	Kernel32.lib	Kernel32.dll

 

 

參數：

　　lpThreadAttributes：指向SECURITY_ATTRIBUTES結構體的指標，記錄線程的安全描述。決定子進程能否繼承到返回的控制代碼，如果為NULL，則採用預設安全層級(THREAD_PRIORITY_NORMAL)，同時返回控制代碼不能繼承

　　dwStackSize：指定線程棧大小，當為0時，表示棧使用預設大小

　　lpStartAddress：線程函數指標

　　lpParameter：線程函數參數

　　dwCreationFlags：為0：表示線程建立後立即運行；為CREATE_SUSPEND:建立後掛起，此時可修改線程屬性，通過ResumeThread喚醒；

　　lpThreadId：一個指向threadID的指標，若對線程ID關注，則傳值，否則置NULL

傳回值：

　　建立線程的控制代碼；

　　若建立失敗，則返回NULL，可用GetLastError()捕獲錯誤；

MFC中也提供了CreateThread函數，它是CWinThread類的一個方法，如下

BOOL CreateThread(   DWORD dwCreateFlags = 0,   UINT nStackSize = 0,   LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL );

參數含義與傳回值含義一致，它的調用方式是：

CWinThread thread1;thread1.CreateThread();

需要說明的是dwCreateFlags傳值為CREATE_SUSPEND時, 要通過CWinThread::ResumeThread來喚醒

2. _beginthread(), _beginthreadex()

原型：

unsigned long _beginthread(         void( __cdecl *start_address )( void * ),         unsigned stack_size, void *arglist );unsigned long _beginthreadex(         void *security,         unsigned stack_size,         unsigned ( __stdcall *start_address )( void * ),         void *arglist,         unsigned initflag,         unsigned *thrdaddr );            

說明：

Header	Library
process.h	LIBCMT.lib  MSVCRT.lib

 

 

參數與上面CreateThread含義相同，不在贅述；

二者比較：

1. _beginthread中線程函數調用為_cdecl，且無傳回值; _beginthreadex為_stdcall，有傳回值；

2. _beginthreadex中initflag相當於CreateThread中的dwCreationFlags，thrdaddr相當於lpThreadId

3.在實現上_beginthreadex控制了一個_tiddata的線程資料區塊，裡面存放了線程函數地址、參數的很多屬性，之後再間接調用CreateThread(...)；

4._beginthread則參數較少；

3. AfxBeginThread()

MFC提供的介面提供了二種不同類型線程的產生，即工作者線程和使用介面執行緒；可以簡單理解使用介面執行緒包含使用者介面，它有自己的訊息佇列，工作者線程用於計算等；

CWinThread* AfxBeginThread(   AFX_THREADPROC pfnThreadProc,             //線程函數指標，函數原型為UINT _cdecl fnThread(LPVOID pParam);   LPVOID pParam,                            //線程函數參數   int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL,   //優先順序，SetThreadPriority   UINT nStackSize = 0,                      //棧大小，單位是bytes,為0時表示按預設大小   DWORD dwCreateFlags = 0,                  //CREATE_SUSPENDED:建立後掛起; 0:建立後立即運行      LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL  //指向SECURITY_ATTRIBUTES結構的指標,為Null時表示預設安全屬性); //建立一個工作者線程CWinThread* AfxBeginThread(   CRuntimeClass* pThreadClass,                //指向介面類指標,繼承自CWinThread   int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL,   UINT nStackSize = 0,   DWORD dwCreateFlags = 0,   LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL ); //建立一個使用介面執行緒

說明：

Header

Afxwin.h

 

 

4. 比較1. _beginthread與_beginthreadex

1. 在實現上_beginthreadex控制了一個_tiddata的線程資料區塊，裡面存放了線程函數地址、參數的很多屬性，之後再間接調用CreateThread(...)；
2. _beginthread則參數較少，有局限性；

2. AfxBeginThread與mfc的CreateThread

1. AfxBeginThread一步建立，之後線程立即運行
2. CWinThread::CreateThread二步建立，但它儲存了線程對象，可以在連續的線程建立與運行完成結束之間再使用（Use CreateThread if you want to reuse the thread object between successive creation and termination of thread executions）

二、線程終結

終結線程的幾個方法：

1. 等待線程函數運行完成自動結束
2. ExitThread()，用於結束線程自身
3. TerminateThread(),所有線程都可以用該方法結束
4. 父進程關閉，子線程隨之關閉

只建議使用第一種方法結束線程，其它的方式都對應有缺陷

下面給出幾個結束過程中發生事情：

1.資源有序釋放（如作業系統分配資源，用到的C++類析構），返回線程結束代碼，線程核心對象使用計數-1

2.作業系統相關資源釋放；但象C++類並未析構，造成記憶體泄露；這裡如果用_beginthreadex建立線程，而用ExitThread或者_endthread來釋放線程，則線程放在堆上的線程資料區塊_tiddata也未釋放，記憶體泄露；

3.該函數為非同步函數，即通知作業系統終結線程後立即返回，而不管系統是否已經真的結束了線程。同時線程棧也不會釋放

4.用ExitProgerss, TerminateProcess函數關閉進程後，進程會調用TerminateThread來關閉線程，效果如3，線程的棧沒有釋放，申請的對象資源也沒釋放。

1. ExitThread()

VOID ExitThread(  DWORD dwExitCode);

說明：

Header	Library
winbase.h	coredll.lib

 

 

參數：

dwExitCode: 指定線程的結束代碼。可以通過GetExitCodeThread來查看一個線程的結束代碼

傳回值：無

說明：線上程結束後，會將線程核心對象中的ExitCode由STILL_ACTIVE轉變為傳入結束代碼；與CreateThread對應

2. TerminateThread()

BOOL TerminateThread(  HANDLE hThread,  DWORD dwExitCode);

說明：

Header	Library
winbase.h	coredll.lib

 

 

參數：

hThread: 要結束的線程控制代碼

dwExitCode: 指定線程的結束代碼。可以通過GetExitCodeThread來查看一個線程的結束代碼

傳回值：0表示失敗，非0表示成功;

3. 判斷線程是否結束

BOOL GetExitCodeThread(  HANDLE hThread,  LPDWORD lpExitCode);

//判斷bool IsThreadExit(HANDLE hThread){    bool bRet = false;    DWORD dwExitCode;    if(GetExitCodeThread(hThread, &dwExitCode))    {        if(dwExitCode != STILL_ACTIVE)            bRet = true;    }    else    {        //error        err = GetLastError();           throw err;    }    return bRet; }

三、注意事項

1.在C++多線程編程中，盡量使用_beginthreadex及_endthreadex，而不是其它介面。

不使用_beginthread原因：

（1）_beginthread函數參數不夠多，某些要求達不到,

不使用_endthread原因：

（1）_endthread函數也是無參的，即線程的結束代碼會被寫入程式碼為0；

（2）該函數在調用ExitThread前，會調用CloseHandle，並傳入新線程的控制代碼。類似下面代碼會有錯誤

DWORD dwExitCode;HANDLE hThread = _beginthreadex(...);GetExitCodeThread(hThread, &dwExitCode);CloseHandle(hThread);

不使用CreateThread函數原因：

（1）標準C/C++運行庫最初並不是為多線程程式而設計的（標準的C執行階段程式庫出現在作業系統對線程支援之前），而CreateThread是作業系統介面，調用它時系統不知道是C/C++來調用的，因此為了保證C/C++程式正常運行，要建立一個資料結構與運行庫的每個線程關聯，_beginthreadex就實現了這樣的功能。換言之，在C/C++中用CreateThread建立線程是極度不安全的。

不使用ExitThread函數原因：

（1）作業系統相關資源釋放；但象C++類並未析構，造成記憶體泄露；這裡如果用_beginthreadex建立線程，而用ExitThread或者_endthread來釋放線程，則線程放在堆上的線程資料區塊_tiddata也未釋放，記憶體泄露；

2.C/C++編程中使用CreateThread會發生什麼

當線程調用一個需要線程資料區塊_tiddata的運行庫函數時，系統會首先通過線程局部儲存（TLS，見下節）來找到線程資料區塊，若為NULL，C/C++運行庫會主調線程分配並初始化一個_tiddata塊並與線程關聯。但若使用C/C++運行庫的signal函數，則整個進程都會終止（因結構化異常處理幀SEH未就緒，RtlUserThreadStart會直接調用ExitProcess來結束進程）；此外，若不通過_endthreadex來結束線程，線程資料區塊_tiddata不會釋放，造成記憶體泄露。

參考：

1. <<Windows核心編程(第五版)>>

2. 關於_BEGINTHREADEX、_BEGINTHREAD和CREATETHREAD

3. MFC 多線程及線程同步

4. MSDN