线程的编程实现(操作系统.ppt

第9章 多线程,返回目录,内容摘要：,创建线程 实现线程间通信 利用线程同步技术保障数据安全,9.1 创建线程,学习目标 调用AfxBeginThread（）来启动线程。,9.1,返回第9章,程序的实现步骤,利用AppWizard生成程序框架(ThreadTest ) 编辑资源 添加菜单响应函数 编写线程函数 在视中输出信息,9.1,步骤1 生成程序框架(MenuTest),项目名称: ThreadTest 选择单文档界面应用程序（Single document）,9.1,步骤2 编辑资源,1.编辑菜单资源 线程 Pop-up 选中 Caption ID 启动线程 ID_THREAD_START 其他任务 ID_TREEAD_OTHER 2.编辑对话框资源,9.1,IDD_DIALOG_THRAED,CDlgThread,步骤3 添加菜单响应函数,Class Name Objects IDs Messages CThreadTestView ID_THREAD_START COMMAND CThreadTestView ID_TREEAD_OTHER COMMAND,9.1,void CThreadTestView:OnThreadStart() HWND hWnd = GetSafeHwnd(); AfxBeginThread(TreadProc, hWnd, THREAD_PRIORITY_NORMAL); ,void CThreadTestView:OnThraedOther() CDlgThread dlg; dlg.DoModal(); ,步骤4 编写线程函数,1. 在视类中添加两个成员变量。并在构造函数中初始化,9.1,class CThreadTestView : public CView public: CString m_strMessage; int m_iTime; ,CThreadTestView:CThreadTestView() m_strMessage = “没有线程启动“; m_iTime = 0; ,步骤5 在视中输出信息,9.1,void CThreadTestView:OnDraw(CDC* pDC) CThreadTestDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); / TODO: add draw code for native data here char chNumber6; itoa(m_iTime, chNumber, 10); pDC-TextOut(30,30, m_strMessage); pDC-TextOut(30,50,chNumber); ,2. 线程函数,9.1,UINT TreadProc(LPVOID param) CThreadTestApp *pApp=(CThreadTestApp *) AfxGetApp(); CMainFrame *pMainFrame = (CMainFrame *)pApp-GetMainWnd(); CThreadTestView *pView = (CThreadTestView *) pMainFrame-GetActiveView(); pView-m_strMessage = “启动了一个线程！“; while(pView-m_iTime m_iTime +; pView-Invalidate(); pView-m_iTime =0; pView-m_strMessage = “线程结束！“; return 0; ,基本知识,CWnd类的GetSafeHwnd();返回窗口句柄 AfxBeginThread（）; 线程函数 （ 返回UINT） CMainFrame:GetActiveView(); :Sleep(1000);,9.1,9.2 线程间通信,学习目标 1. 使用全局变量实现线程间通信 2.使用消息实现线程间通信 3.使用CEvent类实现线程间通信,9.2,返回第9章,1. 使用全局变量实现线程间通信,在上一节程序的基础上，进行以下操作： （1）在“线程”菜单中添加菜单项： “终止线程”，ID_THREAD_STOP。 （2）在ThreadTestView.cpp文件中添加一个全局变量threadController，用来控制线程是否继续。添加方法是在ThreadTestView.cpp的最上面，在endif下面添加下面的语句： volatile int threadController; （3）在视类中为“停止线程”添加消息处理函数OnThreadStop （）。,9.2,void CThreadTestView:OnThreadStop() threadController = 0; ,1. 使用全局变量实现线程间通信,4修改OnThreadStart （）函数，代码如下所示：,9.2,void CThreadView:OnStartthread() threadController = 1; HWND hWnd = GetSafeHwnd(); AfxBeginThread(TreadProc, hWnd, THREAD_PRIORITY_NORMAL); ,5修改ThreadProc（）函数的代码，代码如下：,9.2,UINT TreadProc(LPVOID param) CThreadTestApp *pApp=(CThreadTestApp *) AfxGetApp(); CMainFrame *pMainFrame = (CMainFrame *)pApp-GetMainWnd(); CThreadTestView *pView = (CThreadTestView *) pMainFrame-GetActiveView(); pView-m_strMessage = “启动了一个线程！“; while(threadController) :Sleep(1000); pView-m_iTime +; pView-Invalidate(); pView-m_iTime =0; pView-m_strMessage = “线程结束！“; return 0; ,2.使用消息实现线程间通信,（1）在ThreadTestView.h文件中定义消息： const WM_THREAD_SENDMESS = WM_USER + 20; （2）在ThreadTestView.h文件中添加消息函数声明： afx_msg int OnThreadSendmess(); （3）在ThreadTestView.cpp文件中添加消息映射： ON_MESSAGE(WM_THREAD_SENDMESS, OnThreadSendmess) （4）OnThreadSendmess()代码如下：,9.2,int CThreadTestView:OnThreadSendmess() m_iTime +; Invalidate(); return 0; ,2.使用消息实现线程间通信,（5）修改ThreadProc（）函数如下 ：,9.2,UINT TreadProc(LPVOID param) CThreadTestApp *pApp=(CThreadTestApp *) AfxGetApp(); CMainFrame *pMainFrame = (CMainFrame *)pApp-GetMainWnd(); CThreadTestView *pView = (CThreadTestView *) pMainFrame-GetActiveView(); pView-m_strMessage = “启动了一个线程！“; while(threadController) :Sleep(1000); :PostMessage(HWND)param, WM_THREAD_SENDMESS, 0, 0); pView-m_iTime =0; pView-m_strMessage = “线程结束！“; return 0; ,基本知识,PostMessage(HWND)param, WM_THREAD_SENDMESS, 0, 0);,4.5,3.使用CEvent类实现线程间通信,（1）Event对象：有两种状态：通信状态和非通信状态 （2）创建一个CEvent类的对象很：CEvent threadStart; 他自动的处在未通信状态 （3）threadStart.SetEvent(); 使其处于通信状态 （4）调用WaitForSingleObject（）来监视CEvent对象的： :WaitForSingleObject(threadStart.m_hObject, INFINITE);,9.2,3.使用CEvent类实现线程间通信,在上一节程序的基础上，进行以下操作： （1）在ThreadTestView.cpp中：#include “afxmt.h“ （2）在ThreadTestView.cpp中加上下列两个全局变量： CEvent threadStart; CEvent threadEnd; （3）修改ThreadProc（）函数 （4）修改OnThreadStart （）函数中的内容。 （5）修改OnThreadStop （）函数中的内容。 （6）CThreadTestView添加WM_CREATE消息处理函数OnCreate（）。,9.2,void CThreadTestView:OnThreadStart() threadStart.SetEvent(); ,void CThreadTestView:OnThreadStop() threadEnd.SetEvent(); ,3.使用CEvent类实现线程间通信,9.2,UINT TreadProc(LPVOID param) CThreadTestApp *pApp=(CThreadTestApp *) AfxGetApp(); CMainFrame *pMainFrame = (CMainFrame *)pApp-GetMainWnd(); CThreadTestView *pView = (CThreadTestView *) pMainFrame-GetActiveView(); :WaitForSingleObject(threadStart.m_hObject, INFINITE); pView-m_strMessage = “启动了一个线程！“; BOOL keepRunning = TRUE; while (keepRunning) :Sleep(1000); int result = :WaitForSingleObject(threadEnd.m_hObject, 0); if (result = WAIT_OBJECT_0) keepRunning = FALSE; :PostMessage(HWND)param, WM_THREAD_SENDMESS, 0, 0); pView-m_iTime =0; pView-m_strMessage = “线程结束！“; return 0; ,3.使用CEvent类实现线程间通信,9.2,int CThreadTestView:OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct) if (CView:OnCreate(lpCreateStruct) = -1) return -1; / TODO: Add your specialized creation code here HWND hWnd = GetSafeHwnd(); AfxBeginThread(TreadProc, hWnd, THREAD_PRIORITY_NORMAL); return 0; ,9.3 线程同步,学习目标 1. 使用Critical Section实现线程同步 2. 使用互斥对象（mutex）实现线程同步 3. 使用信号量（semaphore实现线程同步,9.3,返回第9章,9.3.1 使用Critical Section,1. CCriticalSection criticalSection； 2. criticalSection.Lock(); /访问前 3. criticalSection.Unlock(); /访问后,9.3,9.3.1 使用Critical Section,一个使用Critical Section 的线程安全类。,9.3,#include “afxmt.h“ class CIntArray private: int array10; CCriticalSection criticalSection; public: CIntArray(); CIntArray() ; void SetArray(int value); void GetArray(int dstArray10); ;,9.3.1 使用Critical Section,一个使用Critical Section 的线程安全类。,9.3,#include “stdafx.h“ #include “IntArray.h“ CIntArray:CIntArray() CIntArray:CIntArray() ,void CIntArray:SetArray(int value) criticalSection.Lock(); for (int x=0; x10; +x) arrayx = value; criticalSection.Unlock(); void CIntArray:GetArray(int dstArray10) criticalSection.Lock(); for (int x=0; x10; +x) dstArrayx = arrayx; criticalSection.Unlock(); ,9.3.1 使用Critical Section,一个使用CIntArray的例子。,9.3,（1）使用应用向导创建一个单文档应用程序（ThreadTest ）。 （2）将CIntArray类的头文件和实现文件中添加到项目中。 （3）编辑菜单资源 “线程”菜单 ID_THREAD_START：“启动线程”。 （4）在视类中添加该菜单项的响应函数 OnThreadStart（）。,9.3.1 使用Critical Section,9.3,（5）在ThreadTestView.cpp文件中，加入下面6行语句。 #include “MainFrm.h“ #include “afxmt.h“ #include “IntArray.h“ CIntArray intArray; int iArray110; nt intSetNumber; （6）添加下面两个全程函数。 UINT WriteThreadProc(LPVOID param) UINT ReadThreadProc(LPVOID param) （7）在OnDraw()中添加代码,9.3.1 使用Critical Section,9.3,UINT WriteThreadProc(LPVOID param) CThreadTestApp *pApp=(CThreadTestApp *) AfxGetApp(); CMainFrame *pMainFrame = (CMainFrame *)pApp-GetMainWnd(); CThreadTestView *pView = (CThreadTestView *) pMainFrame-GetActiveView(); for(int i=1; iInvalidate(); :Sleep(2000); return 0; ,9.3.1 使用Critical Section,9.3,UINT ReadThreadProc(LPVOID param) CThreadTestApp *pApp=(CThreadTestApp *) AfxGetApp(); CMainFrame *pMainFrame = (CMainFrame *)pApp-GetMainWnd(); CThreadTestView *pView = (CThreadTestView *) pMainFrame-GetActiveView(); while(1) intArray.GetArray(iArray1); pView-Invalidate(); return 0; ,9.3.1 使用Critical Section,9.3,void CThreadView:OnStartthread() / TODO: Add your command handler code here HWND hWnd = GetSafeHwnd(); AfxBeginThread(WriteThreadProc, hWnd); AfxBeginThread(ReadThreadProc, hWnd); ,9.3.1 使用Critical Section,9.3,void CThreadTestView:OnDraw(CDC* pDC) char str70; strcpy(str,“线程 1 为数组设置的值是: “); int len = strlen(str); wsprintf( ,9.3.2 使用使用Mutex（互斥对象）,将上例中的critical section替换成Mutex,9.3,#include “afxmt.h“ class CIntArray private: int array10; CMutex mutex; public: CIntArray (); CIntArray (); void SetArray(int value); void GetArray(int dstArray10); ;,9.3.2 使用使用Mutex（互斥对象）,9.3,#include “stdafx.h“ #include “CIntArray.h“ CIntArray:CIntArray() CIntArray:CIntArray() ,void CIntArray:SetArray(int value) CSingleLock singleLock( ,9.3.3 使用信号量（Semaphore）,（1）创建信号量 CSemaphore Semaphore(2, 2); （2）创建一个CSingleLock对象 CSingleLock singleLock(semaphore); （3）减小信号量计数器 singleLock.Lock(); （4）增加信号量计数器 singleLock.Unlock ();,9.3,使用信号量的一个例子,1. 修改CIntArray类,9.3,#include “afxmt.h“ class CIntArray private: int array10; CMutex mutex; CSemaphore *semaphore; public: CIntArray (); CIntArray (); void SetArray(int value); void GetArray(int dstArray10); ;,使用信号量的一个例子,1. 修改CIntArray类,9.3,CIntArray:CIntArray() semaphore = new CSemaphore(2, 2); CIntArray:CIntArray() delete semaphore; ,void CIntArray:SetArray(int value) CSingleLock singleLock( ,使用信号量的一个例子,2修改CthreadTestView.cpp文件的开始部分,9.3,#include “MainFrm.h“ #include “afxmt.h“ #include “IntArray.h“ CIntArray intArray; int iArray110; int iArray210; int iArray310; int iArray410; int iArray510; int iArray610; int iArray710; int intSetNumber;,使用信号量的一个例子,3改写视类中的OnThreadStart（）函数,9.3,void CThreadTestView:OnThreadStart() / TODO: Add your command handler code here HWND hWnd = GetSafeHwnd(); AfxBeginThread(WriteThreadProc, hWnd); AfxBeginThread(ReadThreadProc1, hWnd); AfxBeginThread(ReadThreadProc2, hWnd); AfxBeginThread(ReadThreadProc3, hWnd); AfxBeginThread(ReadThreadProc4, hWnd); A