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C++多線程編程簡單實例

 更新時間:2015年03月17日 10:44:34   投稿:hebedich  
本文給大家分享的是C++多線程編程簡單實例,由于C++本身沒有多線程機制,在windows下我們使用調(diào)用SDK win32 api來實現(xiàn),示例都很簡單,講解的也很詳細,推薦給大家。

C++本身并沒有提供任何多線程機制,但是在windows下,我們可以調(diào)用SDK win32 api來編寫多線程的程序,下面就此簡單的講一下:

創(chuàng)建線程的函數(shù)

復(fù)制代碼 代碼如下:

HANDLE CreateThread(
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // SD
    SIZE_T dwStackSize,                       // initial stack size
    LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,    // thread function
    LPVOID lpParameter,                       // thread argument
    DWORD dwCreationFlags,                    // creation option
    LPDWORD lpThreadId                        // thread identifier
);

在這里我們只用到了第三個和第四個參數(shù),第三個參數(shù)傳遞了一個函數(shù)的地址,也是我們要指定的新的線程,第四個參數(shù)是傳給新線程的參數(shù)指針。

eg1:

復(fù)制代碼 代碼如下:

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)
{
      while(1) { cout<<"Fun display!"<<endl; }
}
int main()
{
    HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
    CloseHandle(hThread);
    while(1) { cout<<"main display!"<<endl;  }
    return 0;
}

我們可以看到主線程(main函數(shù))和我們自己的線程(Fun函數(shù))是隨機地交替執(zhí)行的,但是兩個線程輸出太快,使我們很難看清楚,我們可以使用函數(shù)

復(fù)制代碼 代碼如下:

VOID Sleep(
    DWORD dwMilliseconds   // sleep time
);

來暫停線程的執(zhí)行,dwMilliseconds表示千分之一秒,所以

Sleep(1000);

表示暫停1秒

eg2:

復(fù)制代碼 代碼如下:

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)
{   
      while(1) { cout<<"Fun display!"<<endl; Sleep(1000);}
}
int main()
{
      HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
      CloseHandle(hThread);
      while(1) { cout<<"main display!"<<endl;  Sleep(2000);}
      return 0;
}

執(zhí)行上述代碼,這次我們可以清楚地看到在屏幕上交錯地輸出Fun display!和main display!,我們發(fā)現(xiàn)這兩個函數(shù)確實是并發(fā)運行的,細心的讀者可能會發(fā)現(xiàn)我們的程序是每當Fun函數(shù)和main函數(shù)輸出內(nèi)容后就會輸出換行,但是我們看到的確是有的時候程序輸出換行了,有的時候確沒有輸出換行,甚至有的時候是輸出兩個換行。這是怎么回事?下面我們把程序改一下看看:

eg3:

復(fù)制代碼 代碼如下:

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)
{
      while(1) { cout<<"Fun display!\n"; Sleep(1000);}
}
int main()
{
      HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
      CloseHandle(hThread);
      while(1) { cout<<"main display!\n";  Sleep(2000);}
      return 0;
}

我們再次運行這個程序,我們發(fā)現(xiàn)這時候正如我們預(yù)期的,正確地輸出了我們想要輸出的內(nèi)容并且格式也是正確的。下面我就來講一下此前我們的程序為什么沒有正確的運行。多線程的程序時并發(fā)地運行的,多個線程之間如果公用了一些資源的話,我們并不能保證這些資源都能正確地被利用,因為這個時候資源并不是獨占的,舉個例子吧:

eg4:

加入有一個資源 int a = 3

有一個線程函數(shù) selfAdd() 該函數(shù)是使 a += a;

又有一個線程函數(shù) selfSub() 該函數(shù)是使a -= a;

我們假設(shè)上面兩個線程正在并發(fā)欲行,如果selfAdd在執(zhí)行的時候,我們的目的是想讓a編程6,但此時selfSub得到了運行的機會,所以a變成了0,等到selfAdd的到執(zhí)行的機會后,a += a ,但是此時a確是0,并沒有如我們所預(yù)期的那樣的到6,我們回到前面EG2,在這里,我們可以把屏幕看成是一個資源,這個資源被兩個線程所共用,加入當Fun函數(shù)輸出了Fun display!后,將要輸出endl(也就是清空緩沖區(qū)并換行,在這里我們可以不用理解什么事緩沖區(qū)),但此時main函數(shù)確得到了運行的機會,此時Fun函數(shù)還沒有來得及輸出換行就把CPU讓給了main函數(shù),而這時main函數(shù)就直接在Fun display!后輸出main display!,至于為什么有的時候程序會連續(xù)輸出兩個換行,讀者可以采用同樣的分析方法來分析,在這里我就不多講了,留給讀者自己思考了。

那么為什么我們把eg2改成eg3就可以正確的運行呢?原因在于,多個線程雖然是并發(fā)運行的,但是有一些操作是必須一氣呵成的,不允許打斷的,所以我們看到eg2和eg3的運行結(jié)果是不一樣的。

那么,是不是eg2的代碼我們就不可以讓它正確的運行呢?答案當然是否,下面我就來講一下怎樣才能讓eg2的代碼可以正確運行。這涉及到多線程的同步問題。對于一個資源被多個線程共用會導致程序的混亂,我們的解決方法是只允許一個線程擁有對共享資源的獨占,這樣就能夠解決上面的問題了。

復(fù)制代碼 代碼如下:

HANDLE CreateMutex(
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,  // SD
    BOOL bInitialOwner,                       // initial owner
    LPCTSTR lpName                            // object name
 );

該函數(shù)用于創(chuàng)造一個獨占資源,第一個參數(shù)我們沒有使用,可以設(shè)為NULL,第二個參數(shù)指定該資源初始是否歸屬創(chuàng)建它的進程,第三個參數(shù)指定資源的名稱。

復(fù)制代碼 代碼如下:

HANDLE hMutex = CreateMutex(NULL,TRUE,"screen");

這條語句創(chuàng)造了一個名為screen并且歸屬于創(chuàng)建它的進程的資源

復(fù)制代碼 代碼如下:

BOOL ReleaseMutex(
    HANDLE hMutex   // handle to mutex
  );

該函數(shù)用于釋放一個獨占資源,進程一旦釋放該資源,該資源就不再屬于它了,如果還要用到,需要重新申請得到該資源。申請資源的函數(shù)如下

復(fù)制代碼 代碼如下:

DWORD WaitForSingleObject(
    HANDLE hHandle,        // handle to object
    DWORD dwMilliseconds   // time-out interval
  );

第一個參數(shù)指定所申請的資源的句柄,第二個參數(shù)一般指定為INFINITE,表示如果沒有申請到資源就一直等待該資源,如果指定為0,表示一旦得不到資源就返回,也可以具體地指定等待多久才返回,單位是千分之一秒。好了,該到我們來解決eg2的問題的時候了,我們可以把eg2做一些修改,如下

eg5:

復(fù)制代碼 代碼如下:

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;
HANDLE hMutex;
DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)
{
       while(1) {
                 WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
                 cout<<"Fun display!"<<endl;
                 Sleep(1000);
                 ReleaseMutex(hMutex);
        }
  }
int main()
{
      HANDLE hThread = CreateThread(NULL, 0, Fun, NULL, 0, NULL);
      hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, "screen");
      CloseHandle(hThread);
      while(1) {
               WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
               cout<<"main display!"<<endl; 
               Sleep(2000);
               ReleaseMutex(hMutex);
      }
      return 0;
}

運行代碼正如我們所預(yù)期的輸出的內(nèi)容。

以上所述就是本文的全部內(nèi)容了,希望大家能夠喜歡。

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