Windows 的抢先式多任务中的多线程编程

在32位的Windows系统中，采用的是抢先式多任务，这意味着程序对CPU的占用时间是由系统决定的。系统为每个程序分配一定的CPU时间，当程序的运行超过规定时间后，系统就会中断该程序并把CPU控制权转交给别的程序。与协同式多任务不同，这种中断是汇编语言级的。程序不必调用象PeekMessage这样的函数来放弃对CPU的控制权，就可以进行费时的工作，而且不会导致系统的挂起。

　　例如，在Windows3.x 中，如果某一个应用程序陷入了死循环，那么整个系统都会瘫痪，这时唯一的解决办法就是重新启动机器。而在Windows 95/NT中，一个程序的崩溃一般不会造成死机，其它程序仍然可以运行，用户可以按Ctrl+Alt+Del键来打开任务列表并关闭没有响应的程序。

1 进程与线程

　　在32位的Windows系统中，术语多任务是指系统可以同时运行多个进程，而每个进程也可以同时执行多个线程。

　　进程就是应用程序的运行实例。每个进程都有自己私有的虚拟地址空间。每个进程都有一个主线程，但可以建立另外的线程。进程中的线程是并行执行的，每个线程占用CPU的时间由系统来划分。

　　可以把线程看成是操作系统分配CPU时间的基本实体。系统不停地在各个线程之间切换，它对线程的中断是汇编语言级的。系统为每一个线程分配一个CPU时间片，某个线程只有在分配的时间片内才有对CPU的控制权。实际上，在PC机中，同一时间只有一个线程在运行。由于系统为每个线程划分的时间片很小（20毫秒左右），所以看上去好象是多个线程在同时运行。

　　进程中的所有线程共享进程的虚拟地址空间，这意味着所有线程都可以访问进程的全局变量和资源。这一方面为编程带来了方便，但另一方面也容易造成冲突。

　　虽然在进程中进行费时的工作不会导致系统的挂起，但这会导致进程本身的挂起。所以，如果进程既要进行长期的工作，又要响应用户的输入，那么它可以启动一个线程来专门负责费时的工作，而主线程仍然可以与用户进行交互。

2线程的创建和终止

　　线程分用户界面线程和工作者线程两种。用户界面线程拥有自己的消息泵来处理界面消息，可以与用户进行交互。工作者线程没有消息泵，一般用来完成后台工作。

　　MFC应用程序的线程由对象CWinThread表示。在多数情况下，程序不需要自己创建CWinThread对象。调用AfxBeginThread函数时会自动创建一个CWinThread对象。

　　例如，清单12.2中的代码演示了工作者线程的创建。AfxBeginThread函数负责创建新线程，它的第一个参数是代表线程的函数的地址，在本例中是MyThreadProc。第二个参数是传递给线程函数的参数，这里假定线程要用到CMyObject对象，所以把pNewObject指针传给了新线程。线程函数MyThreadProc用来执行线程，请注意该函数的声明。线程函数有一个32位的pParam参数可用来接收必要的参数。

清单12.2 创建一个工作者线程

//主线程

pNewObject = new CMyObject;

AfxBeginThread(MyThreadProc, pNewObject);

//新线程

UINT MyThreadProc( LPVOID pParam )

{

CMyObject* pObject = (CMyObject*)pParam;

if (pObject == NULL ||  !pObject->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CMyObject)))

return -1; // 非法参数　

// 用pObject对象来完成某项工作

return 0; // 线程正常结束

}　

AfxBeginThread的声明为：

CWinThread* AfxBeginThread( AFX_THREADPROC pfnThreadProc, LPVOID pParam, int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL, UINT nStackSize = 0, DWORD dwCreateFlags = 0, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL );

　

　　参数pfnThreadProc是工作线程函数的地址。pParam是传递给线程函数的参数。nPriority是线程的优先级，一般是THREAD_PRIORITY_NORMAL，若为0，则使用创建线程的优先级。nStackSize说明了线程的堆栈尺寸，若为0则堆栈尺寸与创建线程相同。dwCreateFlags指定了线程的初始状态，如果为0，那么线程在创建后立即执行，如果为CREATE_SUSPENDED，则线程在创建后就被挂起。参数lpSecurityAttrs用来说明保密属性，一般为0。函数返回新建的CWinThread对象的指针。

　　程序应该把AfxBeginThread返回的CWinThread指针保存起来，以便对创建的线程进行控制。例如，可以调用CWinThread::SetThreadPriority来设置线程的优先级，用CWinThread::SuspendThread来挂起线程。如果线程被挂起，那么直到调用CWinThread::ResumeThread后线程才开始运行。

　　如果要创建用户界面线程，那么必须从CWinThread派生一个新类。事实上，代表进程主线程的CWinApp类就是CWinThread的派生类。派生类必须用DECLARE_DYNCREATE和IMPLEMENT_DYNCREATE宏来声明和实现。需要重写派生类的InitInstance、ExitInstance、Run等函数。

　　可以使用AfxBeginThread函数的另一个版本来创建用户界面线程。函数的声明为：

CWinThread* AfxBeginThread( CRuntimeClass* pThreadClass, int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL, UINT nStackSize = 0, DWORD dwCreateFlags = 0, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL );

　　参数pThreadClass指向一个CRuntimeClass对象，该对象是用RUNTIME_CLASS宏从CWinThread的派生类创建的。其它参数以及函数的返回值与第一个版本的AfxBeginThread是一样的。

　　当发生下列事件之一时，线程被终止：

线程调用ExitThread。

线程函数返回，即线程隐含调用了ExitThread。

ExitProcess被进程的任一线程显示或隐含调用。

用线程的句柄调用TerminateThread。

用进程句柄调用TerminateProcess。