本文將帶領你與多線程作第一次親密接觸,并深入分析CreateThread與_beginthreadex的本質區(qū)別,相信閱讀本文后你能輕松的使用多線程并能流暢準確的回答CreateThread與_beginthreadex到底有什么區(qū)別,在實際的編程中到底應該使用CreateThread還是_beginthreadex?
使用多線程其實是非常容易的,下面這個程序的主線程會創(chuàng)建了一個子線程并等待其運行完畢,子線程就輸出它的線程ID號然后輸出一句經典名言——Hello World。整個程序的代碼非常簡短,只有區(qū)區(qū)幾行。
[cpp]view plaincopy
//最簡單的創(chuàng)建多線程實例
#include
#include
//子線程函數(shù)
DWORDWINAPIThreadFun(LPVOIDpM)
{
printf("子線程的線程ID號為:%d\n子線程輸出HelloWorld\n",GetCurrentThreadId());
return0;
}
//主函數(shù),所謂主函數(shù)其實就是主線程執(zhí)行的函數(shù)。
intmain()
{
printf("最簡單的創(chuàng)建多線程實例\n");
printf("--byMoreWindows(http://blog.csdn.net/MoreWindows)--\n\n");
HANDLEhandle=CreateThread(NULL,0,ThreadFun,NULL,0,NULL);
WaitForSingleObject(handle,INFINITE);
return0;
}
運行結果如下所示:
下面來細講下代碼中的一些函數(shù)
第一個CreateThread
函數(shù)功能:創(chuàng)建線程
函數(shù)原型:
HANDLEWINAPICreateThread(
LPSECURITY_ATTRIBUTESlpThreadAttributes,
SIZE_TdwStackSize,
LPTHREAD_START_ROUTINElpStartAddress,
LPVOIDlpParameter,
DWORDdwCreationFlags,
LPDWORDlpThreadId
);
函數(shù)說明:
第一個參數(shù)表示線程內核對象的安全屬性,一般傳入NULL表示使用默認設置。
第二個參數(shù)表示線程??臻g大小。傳入0表示使用默認大?。?MB)。
第三個參數(shù)表示新線程所執(zhí)行的線程函數(shù)地址,多個線程可以使用同一個函數(shù)地址。
第四個參數(shù)是傳給線程函數(shù)的參數(shù)。
第五個參數(shù)指定額外的標志來控制線程的創(chuàng)建,為0表示線程創(chuàng)建之后立即就可以進行調度,如果為CREATE_SUSPENDED則表示線程創(chuàng)建后暫停運行,這樣它就無法調度,直到調用ResumeThread()。
第六個參數(shù)將返回線程的ID號,傳入NULL表示不需要返回該線程ID號。
函數(shù)返回值:
成功返回新線程的句柄,失敗返回NULL。
第二個WaitForSingleObject
函數(shù)功能:等待函數(shù)–使線程進入等待狀態(tài),直到指定的內核對象被觸發(fā)。
函數(shù)原形:
DWORDWINAPIWaitForSingleObject(
HANDLEhHandle,
DWORDdwMilliseconds
);
函數(shù)說明:
第一個參數(shù)為要等待的內核對象。
第二個參數(shù)為最長等待的時間,以毫秒為單位,如傳入5000就表示5秒,傳入0就立即返回,傳入INFINITE表示無限等待。
因為線程的句柄在線程運行時是未觸發(fā)的,線程結束運行,句柄處于觸發(fā)狀態(tài)。所以可以用WaitForSingleObject()來等待一個線程結束運行。
函數(shù)返回值:
在指定的時間內對象被觸發(fā),函數(shù)返回WAIT_OBJECT_0。超過最長等待時間對象仍未被觸發(fā)返回WAIT_TIMEOUT。傳入參數(shù)有錯誤將返回WAIT_FAILED
CreateThread()函數(shù)是Windows提供的API接口,在C/C++語言另有一個創(chuàng)建線程的函數(shù)_beginthreadex(),在很多書上(包括《Windows核心編程》)提到過盡量使用_beginthreadex()來代替使用CreateThread(),這是為什么了?下面就來探索與發(fā)現(xiàn)它們的區(qū)別吧。
首先要從標準C運行庫與多線程的矛盾說起,標準C運行庫在1970年被實現(xiàn)了,由于當時沒任何一個操作系統(tǒng)提供對多線程的支持。因此編寫標準C運行庫的程序員根本沒考慮多線程程序使用標準C運行庫的情況。比如標準C運行庫的全局變量errno。很多運行庫中的函數(shù)在出錯時會將錯誤代號賦值給這個全局變量,這樣可以方便調試。但如果有這樣的一個代碼片段:
[cpp]view plaincopy
if(system("notepad.exereadme.txt")==-1)
{
switch(errno)
{
...//錯誤處理代碼
}
}
假設某個線程A在執(zhí)行上面的代碼,該線程在調用system()之后且尚未調用switch()語句時另外一個線程B啟動了,這個線程B也調用了標準C運行庫的函數(shù),不幸的是這個函數(shù)執(zhí)行出錯了并將錯誤代號寫入全局變量errno中。這樣線程A一旦開始執(zhí)行switch()語句時,它將訪問一個被B線程改動了的errno。這種情況必須要加以避免!因為不單單是這一個變量會出問題,其它像strerror()、strtok()、tmpnam()、gmtime()、asctime()等函數(shù)也會遇到這種由多個線程訪問修改導致的數(shù)據(jù)覆蓋問題。
為了解決這個問題,Windows操作系統(tǒng)提供了這樣的一種解決方案——每個線程都將擁有自己專用的一塊內存區(qū)域來供標準C運行庫中所有有需要的函數(shù)使用。而且這塊內存區(qū)域的創(chuàng)建就是由C/C++運行庫函數(shù)_beginthreadex()來負責的。下面列出_beginthreadex()函數(shù)的源代碼(我在這份代碼中增加了一些注釋)以便讀者更好的理解_beginthreadex()函數(shù)與CreateThread()函數(shù)的區(qū)別。
[cpp]view plaincopy
//_beginthreadex源碼整理ByMoreWindows(http://blog.csdn.net/MoreWindows)
_MCRTIMPuintptr_t__cdecl_beginthreadex(
void*security,
unsignedstacksize,
unsigned(__CLR_OR_STD_CALL*initialcode)(void*),
void*argument,
unsignedcreateflag,
unsigned*thrdaddr
)
{
_ptiddataptd;//pointertoper-threaddata見注1
uintptr_tthdl;//threadhandle線程句柄
unsignedlongerr=0L;//ReturnfromGetLastError()
unsigneddummyid;//dummyreturnedthreadID線程ID號
//validationsection檢查initialcode是否為NULL
_VALIDATE_RETURN(initialcode!=NULL,EINVAL,0);
//InitializeFlsGetValuefunctionpointer
__set_flsgetvalue();
//Allocateandinitializeaper-threaddatastructurefortheto-be-createdthread.
//相當于new一個_tiddata結構,并賦給_ptiddata指針。
if((ptd=(_ptiddata)_calloc_crt(1,sizeof(struct_tiddata)))==NULL)
gotoerror_return;
//Initializetheper-threaddata
//初始化線程的_tiddata塊即CRT數(shù)據(jù)區(qū)域見注2
_initptd(ptd,_getptd()->ptlocinfo);
//設置_tiddata結構中的其它數(shù)據(jù),這樣這塊_tiddata塊就與線程聯(lián)系在一起了。
ptd->_initaddr=(void*)initialcode;//線程函數(shù)地址
ptd->_initarg=argument;//傳入的線程參數(shù)
ptd->_thandle=(uintptr_t)(-1);
#ifdefined(_M_CEE)||defined(MRTDLL)
if(!_getdomain(&(ptd->__initDomain)))//見注3
{
gotoerror_return;
}
#endif//defined(_M_CEE)||defined(MRTDLL)
//Makesurenon-NULLthrdaddrispassedtoCreateThread
if(thrdaddr==NULL)//判斷是否需要返回線程ID號
thrdaddr=&dummyid;
//Createthenewthreadusingtheparameterssuppliedbythecaller.
//_beginthreadex()最終還是會調用CreateThread()來向系統(tǒng)申請創(chuàng)建線程
if((thdl=(uintptr_t)CreateThread(
(LPSECURITY_ATTRIBUTES)security,
stacksize,
_threadstartex,
(LPVOID)ptd,
createflag,
(LPDWORD)thrdaddr))
==(uintptr_t)0)
{
err=GetLastError();
gotoerror_return;
}
//Goodreturn
return(thdl);//線程創(chuàng)建成功,返回新線程的句柄.
//Errorreturn
error_return:
//EitherptdisNULL,oritpointstotheno-longer-necessaryblock
//calloc-edforthe_tiddatastructwhichshouldnowbefreedup.
//回收由_calloc_crt()申請的_tiddata塊
_free_crt(ptd);
//Maptheerror,ifnecessary.
//Note:thisroutinereturns0forfailure,justliketheWin32
//APICreateThread,but_beginthread()returns-1forfailure.
//校正錯誤代號(可以調用GetLastError()得到錯誤代號)
if(err!=0L)
_dosmaperr(err);
return((uintptr_t)0);//返回值為NULL的效句柄
}
講解下部分代碼:
注1._ptiddataptd;中的_ptiddata是個結構體指針。在mtdll.h文件被定義:
typedefstruct_tiddata*_ptiddata
微軟對它的注釋為Structure for each thread's data。這是一個非常大的結構體,有很多成員。本文由于篇幅所限就不列出來了。
注2._initptd(ptd,_getptd()->ptlocinfo);微軟對這一句代碼中的getptd()的說明為:
/* return address of per-thread CRT data */
_ptiddata__cdecl_getptd(void);
對_initptd()說明如下:
/* initialize a per-thread CRT data block */
void__cdecl_initptd(_Inout_ _ptiddata_Ptd,_In_opt_ pthreadlocinfo_Locale);
注釋中的CRT(C Runtime Library)即標準C運行庫。
注3.if(!_getdomain(&(ptd->__initDomain)))中的_getdomain()函數(shù)代碼可以在thread.c文件中找到,其主要功能是初始化COM環(huán)境。
由上面的源代碼可知,_beginthreadex()函數(shù)在創(chuàng)建新線程時會分配并初始化一個_tiddata塊。這個_tiddata塊自然是用來存放一些需要線程獨享的數(shù)據(jù)。事實上新線程運行時會首先將_tiddata塊與自己進一步關聯(lián)起來。然后新線程調用標準C運行庫函數(shù)如strtok()時就會先取得_tiddata塊的地址再將需要保護的數(shù)據(jù)存入_tiddata塊中。這樣每個線程就只會訪問和修改自己的數(shù)據(jù)而不會去篡改其它線程的數(shù)據(jù)了。因此,如果在代碼中有使用標準C運行庫中的函數(shù)時,盡量使用_beginthreadex()來代替CreateThread()。相信閱讀到這里時,你會對這句簡短的話有個非常深刻的印象,如果有面試官問起,你也可以流暢準確的回答了^_^。
接下來,類似于上面的程序用CreateThread()創(chuàng)建輸出“Hello World”的子線程,下面使用_beginthreadex()來創(chuàng)建多個子線程:
[cpp]view plaincopy
//創(chuàng)建多子個線程實例
#include
#include
#include
//子線程函數(shù)
unsignedint__stdcallThreadFun(PVOIDpM)
{
printf("線程ID號為%4d的子線程說:HelloWorld\n",GetCurrentThreadId());
return0;
}
//主函數(shù),所謂主函數(shù)其實就是主線程執(zhí)行的函數(shù)。
intmain()
{
printf("創(chuàng)建多個子線程實例\n");
printf("--byMoreWindows(http://blog.csdn.net/MoreWindows)--\n\n");
constintTHREAD_NUM=5;
HANDLEhandle[THREAD_NUM];
for(inti=0;i
handle[i]=(HANDLE)_beginthreadex(NULL,0,ThreadFun,NULL,0,NULL);
WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM,handle,TRUE,INFINITE);
return0;
}
運行結果如下:
圖中每個子線程說的都是同一句話,不太好看。能不能來一個線程報數(shù)功能,即第一個子線程輸出1,第二個子線程輸出2,第三個子線程輸出3,……。要實現(xiàn)這個功能似乎非常簡單——每個子線程對一個全局變量進行遞增并輸出就可以了。代碼如下:
[cpp]view plaincopy
//子線程報數(shù)
#include
#include
#include
intg_nCount;
//子線程函數(shù)
unsignedint__stdcallThreadFun(PVOIDpM)
{
g_nCount++;
printf("線程ID號為%4d的子線程報數(shù)%d\n",GetCurrentThreadId(),g_nCount);
return0;
}
//主函數(shù),所謂主函數(shù)其實就是主線程執(zhí)行的函數(shù)。
intmain()
{
printf("子線程報數(shù)\n");
printf("--byMoreWindows(http://blog.csdn.net/MoreWindows)--\n\n");
constintTHREAD_NUM=10;
HANDLEhandle[THREAD_NUM];
g_nCount=0;
for(inti=0;i
handle[i]=(HANDLE)_beginthreadex(NULL,0,ThreadFun,NULL,0,NULL);
WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM,handle,TRUE,INFINITE);
return0;
}
對一次運行結果截圖如下:
顯示結果從1數(shù)到10,看起來好象沒有問題。
答案是不對的,雖然這種做法在邏輯上是正確的,但在多線程環(huán)境下這樣做是會產生嚴重的問題。
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原文標題:多線程CreateThread與_beginthreadex本質區(qū)別
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