线程介绍

Thread

• 是操作系统能够进行运算调度的最小单位。
• 它被包含在进程中，是进程中的实际运作单位。
• 一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

线程的内容

栈

• 我们从主线程的入口main函数，不不断进行函数调用，每次调用的时候，会把所有的参数和返回地址压入到栈中

PC（程序计数器）

• PC指向当前的指令，而这些指令是放在内存中的。也就是说，每个线程都有一串自己的指针，指向自己所在的内存。

TLS（线程本地存储）

• 每个进程都有自己独立的内存，线程拥有的自己独立的内存就是TLS，用来储存线程独有的数据。

多线程的好处

创建一个新线程花费时间少（结束一个线程花费的时间也少）

两个线程的切换花费时间少

同一进程内的线程共享文件和内存，因此他们之间相互通信无序调用内核

线程间通信的方式

全局变量

通过全局变量进行通信，就需要对该变量添加volatile关键字
volatile：每次从内存中去读这个值，而不是因编译器优化从缓存的地方读取

DWORD:

• 在windows.h里面
• #define DWORD unsigned long;
• Double Word,每个word为2个字节的长度，DWORD就是双字节，也就是4个字节的长度，每个字节是8位，也就是说DWORD是32位。
• 经常被用来保存地址或存放指针

WINAPI:

• #define WINAPI _stdcall;
• 函数调用的时候，函数入栈的方式是从最右边先入栈
• 然后_stdcall还规定，被调用函数负责自己使用的栈的回收，也就是说调用者函数只负责压入自己栈中，这就是手工请栈。

CreateThread（成功返回新线程的句柄，失败返回NULL）(参数如下):

• 线程内核对象的安全属性，NULL表示默认值
• 线程栈空间大小，0表示默认大小，也就是1MB
• 新线程所执行的线程函数地址（多个线程可以使用同一个函数地址）
• 传给线程函数的参数
• 指定额外的标志来控制线程的创建，0表示线程创建之后立即就可以进行调度；CREATE_SUSPENDED表示线程创建后暂停运行，这样它就无法调度，直到调用了ResumeThread()；
• 将返回线程的ID号，NULL表示不需要返回该线程ID

WaitForSingleObject:

• 指明一个内核对象的句柄
• 等待时间
  INFINITE:
• #define INFINITE 0xFFFFFFFF;
• 表示该数值的最大值

互斥量

互斥量的功能和临界区很相似。
区别是，Mutex所花费的时间比Critical Section多的多，但是Mutex是核心对象，可以跨进程使用。而且等待一个被锁住的Mutex可以设定为TIMEOUT，不会像Critical Section那样无法得知临界区域的情况，而一直死等。
win32函数：

• CreateMutex()-创建互斥量
• OpenMutex()-打开互斥量
• ReleaseMutex()-释放互斥量
  互斥量的拥有权并非是创建它的那个线程，而是最后对此互斥量进行操作并且尚未进行ReleaseMutex（）操作的线程。
  如果一个用于Mutex的线程在返回之前没有进行ReleaseMutex（），那么这个Mutex就被舍弃了，但是当其他线程等待这个Mutex时，仍能返回，并得到一个WAIT_ABANDONED_0返回值。
  能够知道一个Mutex被舍弃是Mutex特有的。
  
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  #include <stdio.h> #include <Windows.h> //通过信号量实现线程间的同步，初始化为没有加索的状态 HANDLE mutex = CreateMutex(NULL,FALSE,NULL); DWORD WINAPI threadFuncA(LPVOID lpParamter) { //对互斥量加速，如果已经加锁了则等待其解锁，等待时间为永久-INFINITE WaitForSingleObject(mutex,INFINITE); printf("threadFuncA lock mutex,please wait...\n"); Sleep(5000); //互斥量解锁 ReleaseMutex(mutex); return 0; } DWORD WINAPI threadFuncB(LPVOID lpParamter) { Sleep(2000); WaitForSingleObject(mutex,INFINITE); printf("this is threadFuncB"); ReleaseMutex(mutex); return 0; } int main() { HANDLE threadA = CreateThread(NULL,0,threadFuncA,NULL,0,NULL); HANDLE threadB = CreateThread(NULL,0,threadFuncB,NULL,0,NULL); WaitForSingleObject(threadB,INFINITE); CloseHandle(threadA); CloseHandle(threadB); return 0; }

信号量

信号量是解决生产者/消费者问题的关键要素。

事件

用事件来同步线程是最具弹性的。
一个事件具有两种状态：激发状态和未激发状态。也称为有信号状态和无信号状态。
事件种类：

• 手动重置事件
  被设置为激发状态后，会唤醒所有等待的线程，而且一直保持为激发状态。直到程序把它设置为未激发状态。
• 自动重置事件
  被设置为激发状态后，会唤醒一个等待中的线程，然后自动恢复为未激发状态。
  所以，用自动重置事件来同步两个线程比较理想。
  
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  #include <stdio.h> #include <Windows.h> HANDLE threadEvent = CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL); DWORD WINAPI threadFuncA(LPVOID lpParamter) { printf("threadFuncA 等待事件有信号\n"); WaitForSingleObject(threadEvent,INFINITE); printf("threadFuncA 等待事件信号成功，并把事件自动设置为无信号状态"); return 0; } DWORD WINAPI threadFuncB(LPVOID lpParamter) { Sleep(5000); SetEvent(threadEvent); printf("已经给事件信号了"); return 0; } int main() { HANDLE threadA = CreateThread(NULL,0,threadFuncA,NULL,0,NULL); HANDLE threadB = CreateThread(NULL,0,threadFuncB,NULL,0，NULL); WaitForSingleObject(threadA,INFINITE); CloseHandle(threadA); CLoseHandle(threadB); return 0; }

临界区

CRITICAL_SECTION是最快的。其他的内核锁如互斥量事件，每进一次内核，都需要上千个CPU周期。
使用临界区时，最好不要长时间锁住一份资源。这里所说的长时间是相对的，视不同程序来定。
缺点：
CRITICAL_SECTION不是一个核心对象，无法获知进入临界区的线程是生是死，如果进入临界区的线程挂了，没有释放临界资源，系统无法获知，而且没有办法释放该临界资源。