進(jìn)程和線程是兩個相對的概念，通常來說，一個進(jìn)程可以定義程序的一個實例（Instance）。在Win32中，進(jìn)程并不執(zhí)行什么，它只是占據(jù)應(yīng)用程序所使用的地址空間。為了讓進(jìn)程完成一定的工作，進(jìn)程必須至少占有一個線程，正是這個線程負(fù)責(zé)包含進(jìn)程地址空間中的代碼。實際上，一個進(jìn)程可以包含幾個線程，它們可以同時執(zhí)行進(jìn)程地址空間中的代碼。為了做到這一點，每個線程有自己的一組CPU寄存器和堆棧。每個進(jìn)程中至少有一個線程在執(zhí)行其地址空間中的代碼。如果沒有線程執(zhí)行進(jìn)程地址空間中的代碼，進(jìn)程也就沒有繼續(xù)存在的理由，系統(tǒng)將自動清除進(jìn)程及其地址空間。
多線程的實現(xiàn)原理
創(chuàng)建一個進(jìn)程時，它的第一個線程稱為主線程（Primary thread），由系統(tǒng)自動生成。然后可以由這個主線程生成額外的線程，而這些線程，又可以生成更多的線程。在運行一個多線程的程序時，從表面上看，這些線程似乎在同時運行。而實際情況并非如此，為了運行所有的這些線程，操作系統(tǒng)為每個獨立線程安排一些CPU時間。單CPU操作系統(tǒng)以輪轉(zhuǎn)方式向線程提供時間片（Quantum），每個線程在使用完時間片后交出控制，系統(tǒng)再將CPU時間片分配給下一個線程。由于每個時間片足夠的短，這樣就給人一種假象，好像這些線程在同時運行。創(chuàng)建額外線程的唯一目的就是盡可能地利用CPU時間。
多線程的問題
使用多線程編程可以給程序員帶來很大的靈活性，同時也使原來需要復(fù)雜技巧才能解決的問題變得容易起來。但是，不應(yīng)該人為地將編寫的程序分成一些碎片，讓這些碎片按各自的線程執(zhí)行，這不是開發(fā)應(yīng)用程序的正確方法。線程很有用，但當(dāng)使用線程時，可能會在解決老問題的同時產(chǎn)生新問題。例如要開發(fā)一個字處理程序，并想讓打印功能作為單獨的線程自己執(zhí)行。這聽起來是很好的主意，因為在打印時，用戶可立即返回，開始編輯文檔。但這樣一來，在該文檔被打印時文檔中的數(shù)據(jù)就有可能被修改，打印的結(jié)果就不再是所期望的內(nèi)容。也許最好不要把打印功能放在單獨的線程中，不過如果一定要用多線程的話，也可以考慮用下面的方法解決：第一種方法是鎖定正在打印的文檔，讓用戶編輯其他的文檔，這樣在結(jié)束打印之前，該文檔不會作任何修改；另一個方法可能更有效一些，即可以把該文檔拷貝到一個臨時文件中，打印這個臨時文件的內(nèi)容，同時允許用戶對原來的文檔進(jìn)行修改。當(dāng)包含文檔的臨時文件打印完成時，再刪去這個臨時文件。通過上面的分析可以看出，多線程在幫助解決問題的同時也可能帶來新問題。因此有必要弄清楚，什么時候需要創(chuàng)建多線程，什么時候不需要多線程?？偟膩碚f，多線程往往用于在前臺操作的同時還需要進(jìn)行后臺的計算或邏輯判斷的情況，而對于GUI（圖形用戶接口），除了開發(fā)MDI（多文檔界面）應(yīng)用程序外，應(yīng)盡量不使用多線程。
線程的分類
在MFC中，線程被分為兩類，即工作線程和用戶界面線程。如果一個線程只完成后臺計算，不需要和用戶交互，那么可以使用工作線程；如果需要創(chuàng)建一個處理用戶界面的線程，則應(yīng)使用用戶界面線程。這兩者的主要區(qū)別在于，MFC框架會給用戶界面線程增加一個消息循環(huán)，這樣用戶界面線程就可以處理自己消息隊列中的消息。這樣看來，如果需要在后臺作一些簡單的計算（如對電子表格的重算），則首先應(yīng)考慮使用工作線程，而當(dāng)后臺線程需要處理比較復(fù)雜的任務(wù)，確切地說，當(dāng)后臺線程的執(zhí)行過程會隨著實際情況的不同而改變時，就應(yīng)該使用用戶界面線程，以便能對不同的消息作出響應(yīng)。
線程的優(yōu)先級
當(dāng)系統(tǒng)需要同時執(zhí)行多個進(jìn)程或多個線程時，有時會需要指定線程的優(yōu)先級。線程的優(yōu)先級一般是指這個線程的基優(yōu)先級，即線程相對于本進(jìn)程的相對優(yōu)先級和包含此線程的進(jìn)程的優(yōu)先級的結(jié)合。操作系統(tǒng)以優(yōu)先級為基礎(chǔ)安排所有的活動線程，系統(tǒng)的每一個線程都被分配了一個優(yōu)先級，優(yōu)先級的范圍從0到31。運行時，系統(tǒng)簡單地給第一個優(yōu)先級為31的線程分配CPU時間，在該線程的時間片結(jié)束后，系統(tǒng)給下一個優(yōu)先級為31的線程分配CPU時間。當(dāng)沒有優(yōu)先級為31的線程時，系統(tǒng)將開始給優(yōu)先級為30的線程分配CPU時間，以此類推。除了程序員在程序中改變線程的優(yōu)先級外，有時程序在執(zhí)行過程中系統(tǒng)也會自動地動態(tài)改變線程的優(yōu)先級，這是為了保證系統(tǒng)對終端用戶的高度響應(yīng)性。比如用戶按了鍵盤上的某個鍵時，系統(tǒng)就會臨時將處理WM_KEYDOWN消息的線程的優(yōu)先級提高2到3。CPU按一個完整的時間片執(zhí)行線程，當(dāng)時間片執(zhí)行完畢后，系統(tǒng)將該線程的優(yōu)先級減1。
線程的同步
在使用多線程編程時，還有一個非常重要的問題就是線程同步。所謂線程同步是指線程之間在相互通信時避免破壞各自數(shù)據(jù)的能力。同步問題是由前面說到的Win32系統(tǒng)的CPU時間片分配方式引起的。雖然在某一時刻，只有一個線程占用CPU（單CPU時）時間，但是沒有辦法知道在什么時候，在什么地方線程被打斷，這樣如何保證線程之間不破壞彼此的數(shù)據(jù)就顯得格外重要。在MFC中，可以使用4個同步對象來保證多線程同時運行。它們分別是臨界區(qū)對象（CCriticalSection）、互斥量對象（CMutex）、信號量對象（CSemaphore）和事件對象（CEvent）。在這些對象中，臨界區(qū)對象使用起來最簡單，它的缺點是只能同步同一個進(jìn)程中的線程。另外，還有一種基本的方法，本文稱為線性化方法，即在編程過程中對一定數(shù)據(jù)的寫操作都在一個線程中完成。這樣，由于同一線程中的代碼總是按順序執(zhí)行的，就不可能出現(xiàn)同時改寫數(shù)據(jù)的情況。
本站僅提供存儲服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請
點擊舉報。
