VC++深入详解（14）：多线程与线程同步（重新修改版）

最新推荐文章于 2025-06-26 18:21:59 发布

thefutureisour

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分类专栏：孙鑫VC++深入详解

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/thefutureisour/article/details/8155888

本文深入探讨了VC++中的多线程编程，讲解了线程的概念及其在进程中的作用。同时，重点阐述了线程同步的重要性，帮助读者理解如何在多线程环境中确保数据安全和程序稳定性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

考虑到内容的连贯性，我对几乎重写了这篇博客，在这一小节，主要介绍线程以及线程间的同步，而把那个聊天工具放到下一节。

什么是程序？程序是计算计指令的集合，它以文件的形式储存在磁盘上。
什么是进程？进程是一个正在运行的程序的实例，是一个程序在其自身的地址空间内中的一次执行活动。因此，一个程序可以对应多个进程，比如我们可以把自己编写的简单的“hello, world”程序执行很多遍。
进程是资源申请、调度很运行的基本单位，因此：

#include <stdio.h>

int a = 0;

int main()
{
	printf("%d",a);
	++a;
	return 0;
}

尽管a是“全局”变量，但假如我们把这个程序执行2遍，每次打印出来的结果都是0。
在Windows系统下，进程有两部分组成：
（1）操作系统用来管理进程的内核对象。
这些对象用来存放进程统计信息。他们是操作系统内部分配的内存块，只能被内核访问使用，用用程序无法找到该数据结构，并直接改变其内容。Windows提供了一些函数来对内核对象进行操作。
（2）地址空间
它包含所有可执行的模块或DLL模块的代码和数据，也包含动态分配的空间。例如线程的栈和堆。
关于进程的知识我们会在后面的章节仔细讲解。

实际上，进程从来不执行任何东西，若要使进程完成某项操作，它必须拥有一个在它的环境中运行的线程，此线程负责执行包含在进程的地址空间中的代码。也就是说，真正完成代码执行的是线程，而进程只是线程的容器。线程是使用系统资源的基本单位。

线程也由两部分组成：
（1）线程的内核对象。操作系统用它来对线程进行管理，存放线程的统计信息。
（2）线程栈。它用于维护线程执行代码时所需要的所有函数和参数的局部变量。

线程只有一个内核对象和一个栈，开销相对较少，因此在编程中经常采用多线程来解决编程问题，而尽量避免创建新的进程。
与线程相关的基本函数包括：
CreateThread：创建线程
CloseHandle：关闭线程句柄。注意，这只会使指定的线程句柄无效（减少该句柄的引用计数），启动句柄的检查操作，如果一个对象所关联的最后一个句柄被关闭了，那么这个对象会从系统中被删除。关闭句柄不会终止相关的线程。

线程是如何运行的呢？这又与你的CPU有关系了，如果你是一个单核CPU，那么系统会采用时间片轮询的方式运行每个线程；如果你是多核CPU，那么线程之间就有可能并发运行了。这样就会出现很多问题，比如两个线程同时访问一个全局变量之类的。它们需要线程的同步来解决。所谓同步，并不是多个线程一起同时执行，而是他们协同步调，按预定的先后次序执行。
Windows下线程同步的基本方法有3种：互斥对象、事件对象、关键代码段（临界区），下面一一介绍：

互斥对象属于内核对象，包含3个成员：
1.使用数量：记录了有多少个线程在调用该对象
2.一个线程ID：记录互斥对象维护的线程的ID
3.一个计数器：前线程调用该对象的次数
与之相关的函数包括：
创建互斥对象：CreateMutex
判断能否获得互斥对象：WaitForSingleObject
对于WaitForSingleObject，如果互斥对象为有信号状态，则获取成功，函数将互斥对象设置为无信号状态，程序将继续往下执行；如果互斥对象为无信号状态，则获取失败，线程会停留在这里等待。等待的时间可以由参数控制。
释放互斥对象：ReleaseMutex
当要保护的代码执行完毕后，通过它来释放互斥对象，使得互斥对象变为有信号状态，以便于其他线程可以获取这个互斥对象。注意，只有当某个线程拥有互斥对象时，才能够释放互斥对象，在其他线程调用这个函数不得达到释放的效果，这可以通过互斥对象的线程ID来判断。

我们看一个例子：

#include <Windows.h>
#include <stdio.h>

//线程函数声明
DWORD WINAPI Thread1Proc(  LPVOID lpParameter);
DWORD WINAPI Thread2Proc(  LPVOID lpParameter);

//全局变量
int tickets = 100;
HANDLE hMutex;

int main()
{
	HANDLE hThread1;
	HANDLE hThread2;
	//创建互斥对象
	hMutex = CreateMutex( NULL,			//默认安全级别
						  FALSE,		//创建它的线程不拥有互斥对象
						  NULL);		//没有名字
	//创建线程1
	hThread1 = CreateThread(NULL,		//默认安全级别
							0,			//默认栈大小
							Thread1Proc,//线程函数 
							NULL,		//函数没有参数
							0,			//创建后直接运行
							NULL