C语言 - 多线程

经过了解才知道,C++03之前,用的创建线程都是CreateThread 与 _beginthreadex。使用这个两个函数进行创建线程。
然后C++11之后,就出现了新的线程函数thread,当然,这个创建线程比较方便!

经过两三天的纠结,最终决定深入研究_beginthreadex此方式创建线程,具体为什么我也说不清楚,看到网上很多人都推荐使用这个。。。

反正_beginthreadex内部都是调用CreateThread 进行创建线程的!

 

_beginthreadex函数原型:

unsigned long _beginthreadex(
    void *security,                              // 安全属性, 为NULL时表示默认安全性
    unsigned stack_size,                         // 线程的堆栈大小, 一般默认为0
    unsigned(_stdcall *start_address)(void *),   // 线程函数
    void *argilist,                              // 线程函数的参数
    unsigned initflag,                           // 新线程的初始状态,0表示立即执行,//CREATE_SUSPENDED表示创建之后挂起
    unsigned *threaddr                           // 用来接收线程ID
);

第一个参数:默认写NULL,

第二个参数:默认写0,

第三个参数:是线程执行的函数,

第四个参数:是函数的参数,

第五个参数:是指定线程立刻执行,

第六个参数:是获得线程的ID。

返回值 

成功:返回新线程句柄,

失败:返回0

 

1. _beginthreadex创建线程

创建线程:

int iParam = 10;
unsigned int dwThreadID;	// 接收线程的ID
HANDLE hThread;				// 线程句柄

// 创建线程
hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, ThreadFun, (void *)&iParam, 0, &dwThreadID);


// 线程执行的函数
unsigned int WINAPI  ThreadFun(LPVOID p) 
{
	int cnt = *((int *)p);
	// ......

	return 0;
}

可以判断一下线程句柄,是否创建线程成功:

if (hThread == NULL) 
{
	printf("_beginthreadex() Error!\n");
	return -1;
}

如果函数需求是传入多个参数,那么只能使用结构体了!

然后线程执行完毕后要记得关闭线程句柄:

CloseHandle(hThread);

到此,一个简单的线程就已经创建完毕了!

测试代码:

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

unsigned int WINAPI  ThreadFun(LPVOID p) 
{
	int cnt = *((int *)p);
	for (int i = 0; i < cnt; i++) 
	{
		Sleep(1000);
		printf("Running thread! %d\n", i);
	}

	return 0;
}

int main(void) 
{
	int iParam = 10;
	unsigned int dwThreadID;	// 线程id

	printf("main begin\n");

	// 线程句柄				// 创建线程
	HANDLE hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, ThreadFun, (void *)&iParam, 0, &dwThreadID);

	if (hThread == NULL) 
	{
		printf("_beginthreadex() Error!\n");
		return -1;
	}

	// 关闭
	CloseHandle(hThread);

	printf("main end\n");
	//Sleep(5000);
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果:

 

注意:代码中必须加上 system(“pause”);让主线程暂停在哪里等待子线程执行完毕,否则主线程执行完毕就直接结束程序了,子线程完全没有机会执行!

这里的mian函数就是主线程也就是进程,当进程结束后,会结束掉所有线程!

 

2. 单线程句柄阻塞

上面第二点,如果我想等子线程执行完了之后再接着继续往下走执行printf(“main end\n”);

这需要怎么操作呢?

这就要用到阻塞了,就是阻塞主线程,子线程执行完毕后,再接着执行主线程。

使用这个函数:

WaitForSingleObject:等待一个内核对象变为已通知状态

WaitForSingleObject(
    _In_ HANDLE hHandle,    	  //指明一个内核对象的句柄
    _In_ DWORD dwMilliseconds     //等待时间
);

这样使用:

DWORD wr;
	
// 等待通知,等待子线程执行完毕
// 阻塞主线程,INFINITE:等待特定秒数;WAIT_FAILED:WaitForSingleObject等待结束后会返回它
printf("WaitForSingleObject() begin\n");
if ((wr = WaitForSingleObject(hThread, INFINITE)) == WAIT_FAILED) 
{
	printf("Thread wait error!\n");
	return -1;
}
printf("WaitForSingleObject() end\n");

WaitForSingleObject传入两个参数,参数一是线程句柄,参数二是等待时间,INFINITE表示很多秒,具体多少秒不知道,但是足以应付日常线程使用,也可以指定具体秒数。
如果发生错误会返回WAIT_FAILED,这样进行判断就可以知道等待是有没有发生错误了!

测试代码:

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

// 线程执行的函数
unsigned int WINAPI  ThreadFun(LPVOID p)
{
	int cnt = *((int *)p);
	for (int i = 0; i < cnt; i++)
	{
		Sleep(1000);
		printf("Running thread! %d\n", i);
	}

	return 0;
}

int main(void)
{
	int iParam = 10;
	unsigned int dwThreadID;	// 线程id
	DWORD wr;	// 阻塞线程返回值

	printf("main begin\n");

	// 线程句柄				// 创建线程
	HANDLE hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, ThreadFun, (void *)&iParam, 0, &dwThreadID);
	if (hThread == NULL) 
	{
		printf("_beginthreadex() Error!\n");
		return -1;
	}

	// 等待通知,等待子线程执行完毕
	// 阻塞主线程,INFINITE:等待特定秒数;WAIT_FAILED:WaitForSingleObject等待结束后会返回它
	printf("WaitForSingleObject() begin\n");
	if ((wr = WaitForSingleObject(hThread, INFINITE)) == WAIT_FAILED) 
	{
		printf("Thread wait error!\n");
		return -1;
	}
	printf("WaitForSingleObject() end\n");

	CloseHandle(hThread);

	printf("main end\n");
	//Sleep(5000);
	system("pause");	// 不需要再暂停了
	return 0;
}

运行结果:

 

3. 多个线程句柄阻塞

提一个需求,创建n个线程,然后循环n次,奇数次对一个全局变量做加一操作,偶数次对一个全局变量做减一操作。
按照正常来讲,设置这个全局变量为零,当程序结束,这个全局变量也还是零才对,事实上是这样嘛?

使用WaitForMultipleObjects阻塞多个线程

WaitForMultipleObjects(
    _In_ DWORD nCount,    		// 要监测的句柄的组的句柄的个数
    _In_reads_(nCount) CONST HANDLE* lpHandles,   //要监测的句柄的组
    _In_ BOOL bWaitAll,  		// TRUE 等待所有的内核对象发出信号, FALSE 任意一个内核对象发出信号
    _In_ DWORD dwMilliseconds 	//等待时间
);

使用如下:

// 阻塞多个线程句柄,直到子线程运行完毕,主线程才会往下走
WaitForMultipleObjects(NUM_THREAD, tHandles, TRUE, INFINITE);

参数一:检测句柄的个数;

参数二:检测句柄的数组;

参数三:TRUE等待所有线程执行完毕,FALSE,任意一个完成就停止阻塞;

参数四:等待时间

 

测试代码:

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

#define NUM_THREAD		50

unsigned WINAPI threadInc(void *arg);	// 减一操作
unsigned WINAPI threadDes(void *arg);	// 加一操作

// 操作的全局变量
long long num = 0;

int main(void) 
{
	// 创建n个线程句柄
	HANDLE tHandles[NUM_THREAD];

	printf("sizeof long long :%d\n", sizeof(long long));

	// 循环50次,创建50个线程
	for (int i = 0; i < NUM_THREAD; i++) 
	{
		if (i % 2)//奇数次
		{
			//创建线程
			tHandles[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadInc, NULL, 0, NULL);
		}
		else//偶数次
		{
			//创建线程
			tHandles[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadDes, NULL, 0, NULL);
		}
	}

	// 阻塞多个线程句柄,直到子线程运行完毕,主线程才会往下走
	WaitForMultipleObjects(NUM_THREAD, tHandles, TRUE, INFINITE);

	for (int i = 0; i < NUM_THREAD; i++) 
	{
		CloseHandle(tHandles[i]);
	}

	printf("result:%lld\n", num);
	system("pause");
	return 0;
}


// 对全局变量加一操作
unsigned WINAPI threadInc(void *arg) 
{
	for (int i = 0; i < 500000; i++) 
	{
		num += 1;
		//printf("%d\n", num);
	}

	return 0;
}


// 对全局变量减一操作
unsigned WINAPI threadDes(void *arg) 
{
	for (int i = 0; i < 500000; i++) 
	{
		num -= 1;
		//printf("%d\n", num);
	}

	return 0;
}

运行结果:

可以看到,最终结果不是零,而是乱值,这是为什么???

以上图为例,假设全局变量num是99,线程一开始执行,获取它做加一操作,然后还没等线程一将数值还回去,线程二又获取它做操作,然后还回去,最后线程一才将数值还回去,所以导致计算结果不正确。
这里这是举一个例子啊,大致上表达的意思就是线程一和线程二公用同一块内存变量,导致数值计算不正确。

如果想要解决这个问题,那么必须使用:互斥对象CreateMutex,这个将在下一篇博客中讲解用法!

————————————————
版权声明:本文为CSDN博主「cpp_learners」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。

原文链接:https://blog.csdn.net/cpp_learner/article/details/120415489

 

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