多核程序设计课件5-windows多线程编程.ppt

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第四章Windows多线程编程及调优浙江大学计算机学院 Windows多线程API在Windows平台下可以通过Windows的线程库来实现多线程编程提供的接口Win32API或MFC.NetFramework实现方式的多样化给Windows编程带来了很大的灵活性也使得多线程编程变得复杂 Windows线程库Win32APIWindows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微软基础函数类库(MicrosoftFoundationClasses)用类库的方式将Win32API进行封装,以类的方式提供.NET Framework构成公共语言运行库（Common Language Runtime，CLR）文件加载器、垃圾收集器、安全系统Framework类库（Framework Class Library，FCL）.NET基础类库的System.Threading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APIWin32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。提供操作系统级别的创建线程的操作线程函数DWORDWINAPIThreadFunc(LPVOIDlpvThreadParm)；线程创建HANDLECreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTESlpThreadAttributes,SIZE_TdwStackSize,LPTHREAD_START_ROUTINElpStartAddress,LPVOIDlpParameter,DWORDdwCreationFlags,LPDWORDlpThreadId); 第一个参数lpThreadAtt，是一个指向SECURITY-ATTRIBUTES结构的指针，该结构制定了线程的安全属性，缺省为NULL。第二个参数dwStackSize，是栈的大小，一般设置为0。第三个参数LPTHREAD_START_ROUTINE是新线程开始执行时，线程函数的入口地址。它必须是将要被新线程执行的函数地址，不能为NULL。lpStartAddress参数指定了线程函数的地址，新建线程将从此地址开始执行，直到return语句返回，线程运行结束，把控制权交给操作系统。第四个参数lpParameter，是线程函数定义的参数。可以通过这个参数传送值，包括指针或者NULL。第五个参数dwCreationFlags，控制线程创建的附加标志，可以设置两种值。0表示线程在被创建后就会立即开始执行；如果该参数为CREATE_SUSPENDED，则系统产生线程后，该线程处于挂起状态，并不马上执行，直至函数ResumeThread被调用；第六个参数lpThreadID，为指向32位变量的指针，该参数接受所创建线程的ID号。如果创建成功则返回线程的句柄，否则返回NULL。 _beginthread创建线程还可以用process.h头文件中声明的C执行时期链接库函数_beginthread。在回调入口函数之前进行一些线程相关的CRT的初始化操作语法：hThread=_beginthread(void(__cdecl*start_address)(void*),unsignedstack_size,void*arglist);线程函数的语法：void__cdeclThreadProc(void*pParam); 使用_beginthread创建线程的例子#include"stdafx.h"#include#include#include#includeusingnamespacestd;voidThreadFunc1(PVOIDparam){while(1){Sleep(1000);cout<<"ThisisThreadFunc1"<#includeusingnamespacestd;DWORDWINAPIFunOne(LPVOIDparam){while(true){Sleep(1000);cout<<"hello!";}return0;}DWORDWINAPIFunTwo(LPVOIDparam){while(true){Sleep(1000);cout<<"world!";}return0;} Win32多线程的实现(续)intmain(intargc,char*argv[]){intinput=0;HANDLEhand1=CreateThread(NULL,0,FunOne,(void*)&input,CREATE_SUSPENDED,NULL);HANDLEhand2=CreateThread(NULL,0,FunTwo,(void*)&input,CREATE_SUSPENDED,NULL);while(true){cin>>input;if(input==1){ResumeThread(hand1);ResumeThread(hand2);}else{SuspendThread(hand1);SuspendThread(hand2);}};TerminateThread(hand1,1);TerminateThread(hand2,1);return0;} 线程执行和资源存取线程之间通信的两个基本问题是互斥和同步线程同步是指线程之间所具有的一种制约关系，一个线程的执行依赖另一个线程的消息，当它没有得到另一个线程的消息时应该等待，直到消息到达时才被唤醒。线程互斥是指对于共享资源，在各线程访问时的排它性线程互斥是一种特殊的线程同步Win32线程同步的实现全局变量事件(Event)临界区(Criticalsection)互斥量(Mutex)信号量(Semaphore) Win32线程同步的实现-全局变量全局变量进程中的所有线程均可以访问所有的全局变量，因而全局变量成为Win32多线程通信的最简单方式。intvar;//全局变量UINTThreadFunction(LPVOIDpParam){while(var){//线程处理}return0;}var是一个全局变量，任何线程均可以访问和修改。线程间可以利用此特性达到线程同步的目的。 用全局变量同步线程的例子#include#includeusingnamespacestd;intglobalvar=false;DWORDWINAPIThreadFunc(LPVOIDpParam){cout<<"ThreadFunc"<#include#include#includeusingnamespacestd;HANDLEevRead,evFinish;voidReadThread(LPVOIDparam){WaitForSingleObject(evRead,INFINITE);cout<<"Reading"<#include#include#includeusingnamespacestd;inttotal=100;HANDLEevFin[2];CRITICAL_SECTIONcs;voidWithdrawThread1(LPVOIDparam){EnterCriticalSection(&cs);if(total-90>=0){total-=90;cout<<"Youwithdraw90"<=0){total-=20;cout<<"Youwithdraw20"<#include#defineTHREAD_INSTANCE_NUMBER3LONGg_fResourceInUse=FALSE;LONGg_lCounter=0;DWORDThreadProc(void*pData){intThreadNumberTemp=(*(int*)pData);HANDLEhMutex;cout<<"ThreadProc:"<#include#defineTHREAD_INSTANCE_NUMBER3DWORDfoo(void*pData){intThreadNumberTemp=(*(int*)pData);HANDLEhSemaphore;cout<<"foo:"<=iHigh)return1;longpivot=Array[iLow];intiLowSaved=iLowintiHighSaved=iHigh;while(iLow=pivot&&iHigh>iLow)iHigh--;Array[iLow]=Array[iHigh];while(Array[iLow]#include#include#defineTHREAD_INSTANCE_NUMBER3LONGg_fResourceInUse=FALSE;LONGg_lCounter=0;CRITICAL_SECTIONcs;DWORDThreadProc1(void*pData){intThreadNumberTemp=(*(int*)pData);printf("ThreadProc1:%disrunning! ",ThreadNumberTemp);EnterCriticalSection(&cs);printf("ThreadProc1%dentersintocriticalsection ",ThreadNumberTemp);Sleep(1000);LeaveCriticalSection(&cs);return0;}DWORDThreadProc2(void*pData){intThreadNumberTemp=(*(int*)pData);printf("ThreadProc2:%disrunning! ",ThreadNumberTemp);EnterCriticalSection(&cs);printf("ThreadProc2%dentersintocriticalsection ",ThreadNumberTemp);Sleep(1000);LeaveCriticalSection(&cs);return0;}intmain(intargc,char*argv[]){inti;DWORDID1,ID2;HANDLEh1,h2;InitializeCriticalSection(&cs);printf("Createthecriticalsection ");h1=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadProc1,(void*)&ID1,0,&(ID1));if(h1==NULL)printf("CreateThreaderror%d ",ID1);elseprintf("CreateThread%d ",ID1);h2=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadProc2,(void*)&ID2,0,&(ID2));if(h2==NULL)printf("CreateThreaderror%d ",ID2);elseprintf("CreateThread%d ",ID2);WaitForSingleObject(h1,INFINITE);WaitForSingleObject(h2,INFINITE);printf("Deletethecriticalsection ");DeleteCriticalSection(&cs);getch();return0;} 谢谢