用MFC編寫多線程程序實例

作者:林俊 　

      線程技術使不同的代碼可以同時運行。當然，只有在多C P U的計算機上，多個線程才能夠真正地同時運行。然而，由于操作系統把C P U的時間分成很短的片段分配給每個線程，這樣給人的感覺好像是多個線程真的同時運行。
     線程的概念與1 6位環境中的多任務有很大的不同?；蛟S曾聽人們這樣講： Win32是一種搶占式操作系統，而Windows 3.1 是一種協作式的多任務環境。其關鍵區別在于：在搶占式多任務環境中，操作系統負責管理哪個線程在什么時候執行。如果當線程1暫停執行時，線程2才有機會獲得CPU時間，我們說線程1是搶占的。如果某個線程的代碼陷入死循環，這并不可怕，操作系統仍會安排時間給其他線程。在Windows 3.1下，程序員必須保證應用程序能夠把控制權返還給Windows。如果這一步失敗，將導致整個操作環境鎖死，或許你已經有過這樣的痛苦經歷。只要稍微想想便會明白， 16位的Windows是如此脆弱，它依賴于應用程序的運行情況，并且不允許程序陷入死循環或無窮遞歸以及任何封閉狀態。這是因為所有的應用程序都必須協助Windows工作，這種工作類型被稱為協作式多任務系統。
     在很多情況下，需要采用多線程技術進行程序設計。例如，常用的字處理軟件Word，當輸入文字的時候，Word同時進行拼寫和語法的檢驗，也就是將文檔中的詞語與詞庫中的詞語進行比較，并對文檔中的語句進行語法分析。這些操作都比較耗費時間，但是我們在使用Word的時候并沒有感覺到輸入過程有明顯的滯后現象。這里Word就采用了多線程技術，其中一個線程接收輸入，另一個線程進行拼寫和語法的檢驗。
     而對于在VC下編寫多線程的程序有多種方法可以直接使用WINDOWS提供的API函數編寫，當然最為方便的還是使用MFC編寫，今天我們在這里以幾個具體的例子來說明一下如何用MFC來編寫多線程程序。
     ~~一、用戶界面線程示例：
     在這個例子中我們要學會如何創建一個可以單獨執行的功能，且可以和應用程序同時運行的線程，而且該線程需要自己的用戶界面，也就是說用戶的操作和你程序的運算不會有干擾。例如在文檔應用程序中的查詢和替換功能。在這個例子中我們需要使用框架中的AfxBegin Thread()函數來創建用戶界面線程。這將對線程具有完全控制權，我們將創建自己的CWinThread派生線程類。
     具體的步驟如下：
     ~1）創建新的線程類
     使用Class Wizard創建CWinThread派生線程類。例如創建無模式對話框的線程類，請參考程序清單—用戶界面線程類。在本例中創建無模式對話框而不是有模式對話框的原因是，允許消息從主應用程序連續地轉發到線程。
     ~2）創建用戶界面線程
     為啟動線程可以使用如下代碼：
     C WinThread *pThread = AfxBeginThread(RUNTIME_CLASS(CWzdThread));
     線程需要調用: : PostQuitMessage(arg)來終止，這里的arg參數需要用戶自己定義。應用程序為了獲得arg的值，可以調用如下代碼：
     int arg = pThread -> GetExitCodeThread();
     注意對于應用程序直接結束線程沒有推薦的方式。線程必須自己退出并允許將自身清除。用戶需要做的是創建Windows消息來通知線程終止。線程通過調用::PostQuitMessage (arg)來處理消息。
     ~3）注意：
     1、工作者線程傾向于瑣碎的處理，與它不同的是，用戶界面線程具有自己的界面而且實際上類似于運行其他應用程序。創建線程而不是其他應用程序的好處是線程可與應用程序共享程序空間，這樣可以簡化線程與應用程序共享數據的功能。
     2、典型情況是用戶界面線程用于完成查詢和替換等功能，或者是其他不希望占用主應用程序大量處理時間但是需要一個界面的功能或服務，或者用戶也可完全不考慮界面，將這種類型的線程用于窗口消息服務器作為一種傳遞其消息的方式，以避免使自己因占用處理時間過多而陷入困境。
     3、在時間要求嚴格的應用程序(例如實時應用程序)中，不希望因為工作者線程啟動而等待，這時可將工作者線程中的控制邏輯內置到用戶界面線程中并提前創建線程。當需要處理事務時，向用戶界面線程發送消息，此時用戶界面線程已經運行并且在等待指令。
       程序清單：
     #if !defined(AFX_WZDTHREAD_H__411AE4C2_E515_11D1_9B80_00AA003D8695__INCLUDED_)
     #define AFX_WZDTHREAD_H__411AE4C2_E5151_1D1_9B80_00AA003D8695_ _INCLUDED _
     
     #if _MSC_VER >= 1000
     #pragma once
     #endif
     #include "WzdDialog.h"
     class CWzdThread : public CinThread
     {
     DECLARE_DYNCREATE( CWzdThread )
     protected:
     CWzdThread();
     public :
     virtual BOOL InitInstance();
     virtual int ExitInstance();
     protected:
     virtual ~CWzdThread();
     DECLARE_MESSAGE_MAP()
     private:
     CWzdDialog m_dlg;
     } ;
     #include "stdafx.h"
     #include "wzd.h"
     #include "WzdThread.h"
     #ifdef _DEBUG
     #define new DEBUG_NEW
     #undef THIS_FILE
     static char THIS_FILE[] = __FILE__;
     # end if
     IMPLEMENT_DYNCREATE( CWzdThread, CWinThread )
     CWzdThread::CWzdThread()
     {}
     BOOL CWzdThread::InitInstance()
     {
     m_dlg.Create( IDD_WZD_DIALOG );
     m_dlg.Show Window( SW_SHOW );
     m_pMainWnd = &m_dlg;
     return TRUE;
     }
     int CWzdThread::ExitInstance()
     {
     m_dlg.DestroyWindow( );
     return CWinThread : : ExitInstance( );
     }
     BEGIN_MESSAGE_MAP( CWzdThread, CWinThread )
     END_MESSAGE_MAP()
     ~~二、線程間的數據共享示例：
     在本例中演示了在幾個線程之間進行程序數據共享和通訊，同時避免由于兩個線程同時訪問相同的數據而引發的沖突。在本例中使用了三種MFC類：CMutex、CSingleLock和CMultiLock來同步多個線程對一個數據類的同時訪問。
     具體步驟：
     首先我們要先在線程中確定共享的數據類。在每個類定義中嵌入CMutex對象，如下所示：
     class CWzdData : public CObject
     {
     : : :
     CMutex m_mutex;
     : : :
     } ;
     如果數據類沒有訪問其數據的成員函數，這一步將添加它們。這些函數如下所示:
     void CWzdData::GetData( int *pInt,float *pFloat,DWORD *pWord )
     {
     *pInt = m_nInt;
     *pFloat = m_fFloat;
     *pWord = m_dwWord;
     }
     void CWzdData::SetData(int nInt,float fFloat,DWORD dwWord)
     {
     m_nInt = nInt;
     m_fFloat = fFloat;
     m_dwWord = dwWord;
     }
     在引用已嵌入CMutex變量的SetData()函數堆棧上創建CSingleLock類的實例。使用CSingleLock的Lock()函數避免在函數內部對數據多重訪問，如下所示：
     BOOL CWzdData::SetData( int nInt,float fFloat,DWORD dwWord)
     {
     CSingleLock slock(&m_mutex);
     if (slock.Lock( 1000)) // 時間以毫秒記,
     {
     m_nInt = nInt;
     m_fFloat = fFloat;
     m_dwWord = dwWord ;
     return TRUE;
     }
     return FALSE;
     這段代碼需要注意的是如果其他的線程同時訪問這個數據， Lock()將立刻返回。否則， Lock()在指定的毫秒數內等待，直到超時并返回FALSE。如果在這個類中保存的數據與其他類中保存的數據相關，則在兩個類中嵌入CMutex變量，兩邊都用CMultiLock等待，如下所示：
     CMutex mutex[2];
     mutex[0] = &mutex1;
     mutex[1] = &mutex2;
     CMultiLock mlock( mutex,2 ); // where 2 is the number of mutexes
     if (mlock.Lock(1000))
     { }
     CreateMutex()函數的功能并不僅僅只是追蹤應用程序的實例。在該實例中只是簡單使用其中的部分功能。
     具體的程序實現代碼如下：
     #ifndef WZDDATA _ H
     #define WZDDATA _ H
     #include
     class CWzdData : public CObject
     {
     public:
     DECLARE_SERIAL( CWzdData )
     CWzdData();
     BOOL GetData(int *pInt,float *pFloat,DWORD *pWord);
     BOOL SetData(int nInt,float fFloat,DWORD dwWord);
     CMutex m_mutex;
     int m_nInt;
     float m_fFloat;
     DWORD m_dwWord ;
     } ;
     #endif
     
     #include "stdafx.h"
     #include "WzdData.h"
     
     IMPLEMENT_SERIAL( CWzdData, CObject, 0 )
     CWzdData::CWzdData()
     {
     m_nInt = 0;
     m_fFloat = 0.0f;
     m _ d w Word = 0;
     BOOL CWzdData::GetData( int *pInt,float *pFloat,DWORD *pWord )
     {
     CSingleLock slock( &m_mutex );
     if (slock.Lock(1000))
     {
     *pInt = m_nInt;
     *pFloat = m_fFloat;
     *pWord = m_dwWord;
     return TRUE;
     }
     return FALSE;
     這里以兩個較為簡單的多線程程序說明了一下如何使用MFC編寫多線程程序，其實對于多線程程序的編寫還有很多的技巧，這就需要大家自己多學多練了。

原文轉自：http://www.kjueaiud.com