線程是進程的一條執行路徑，它包含獨立的堆棧和CPU寄存器狀態，每個線程共享所有的進程資源，包括打開的文件、信號標識及動態分配的內存等。一個進程內的所有線程使用同一個地址空間，而這些線程的執行由系統調度程序控制，調度程序決定哪個線程可執行以及什麼時候執行線程。線程有優先級別，優先權較低的線程必須等到優先權較高的線程執行完後再執行。在多處理器的機器上，調度程序可將多個線程放到不同的處理器上去運行，這樣可使處理器任務平衡，並提高系統的運行效率。
Windows是一種多任務的操作系統，在Windows的一個進程內包含一個或多個線程。32位Windows環境下的Win32 API提供了多線程應用程序開發所需要的接口函數，而利用ＶＣ中提供的標准Ｃ庫也可以開發多線程應用程序，相應的ＭＦＣ類庫封裝了多線程編程的類，用戶在開發時可根據應用程序的需要和特點選擇相應的工具。為了使大家能全面地了解Windows多線程編程技術，本文將重點介紹Win32 API和MFC兩種方式下如何編制多線程程序。
多線程編程在Win32方式下和MFC類庫支持下的原理是一致的，進程的主線程在任何需要的時候都可以創建新的線程。當線程執行完後，自動終止線程; 當進程結束後，所有的線程都終止。所有活動的線程共享進程的資源，因此，在編程時需要考慮在多個線程訪問同一資源時產生沖突的問題。當一個線程正在訪問某進程對象，而另一個線程要改變該對象，就可能會產生錯誤的結果，編程時要解決這個沖突。
Win32 API下的多線程編程
Win32 API是Windows操作系統內核與應用程序之間的界面，它將內核提供的功能進行函數包裝，應用程序通過調用相關函數而獲得相應的系統功能。為了向應用程序提供多線程功能，Win32 API函數集中提供了一些處理多線程程序的函數集。直接用Win32 API進行程序設計具有很多優點: 基於Win32的應用程序執行代碼小，運行效率高，但是它要求程序員編寫的代碼較多，且需要管理所有系統提供給程序的資源。用Win32 API直接編寫程序要求程序員對Windows系統內核有一定的了解，會占用程序員很多時間對系統資源進行管理，因而程序員的工作效率降低。
1. 用Win32函數創建和終止線程
Win32函數庫中提供了操作多線程的函數，包括創建線程、終止線程、建立互斥區等。在應用程序的主線程或者其他活動線程中創建新的線程的函數如下：
HANDLE CreateThread(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,DWORD dwStackSize,LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,LPVOID lpParameter,DWORD dwCreationFlags,LPDWord lpThreadId);
如果創建成功則返回線程的句柄，否則返回NULL。創建了新的線程後，該線程就開始啟動執行了。但如果在dwCreationFlags中使用了CREATE_SUSPENDED特性，那麼線程並不馬上執行，而是先掛起，等到調用ResumeThread後才開始啟動線程，在這個過程中可以調用下面這個函數來設置線程的優先權：
BOOL SetThreadPriority(HANDLE hThread,int nPriority);
當調用線程的函數返回後，線程自動終止。如果需要在線程的執行過程中終止則可調用函數：
VOID ExitThread(DWord dwExitCode);
如果在線程的外面終止線程，則可調用下面的函數：
BOOL TerminateThread(HANDLE hThread,DWord dwExitCode);
但應注意: 該函數可能會引起系統不穩定，而且線程所占用的資源也不釋放。因此，一般情況下，建議不要使用該函數。
如果要終止的線程是進程內的最後一個線程，則線程被終止後相應的進程也應終止。
2. 線程的同步
在線程體內，如果該線程完全獨立，與其他線程沒有數據存取等資源操作上的沖突，則可按照通常單線程的方法進行編程。但是，在多線程處理時情況常常不是這樣，線程之間經常要同時訪問一些資源。由於對共享資源進行訪問引起沖突是不可避免的，為了解決這種線程同步問題，Win32 API提供了多種同步控制對象來幫助程序員解決共享資源訪問沖突。在介紹這些同步對象之前先介紹一下等待函數，因為所有控制對象的訪問控制都要用到這個函數。
Win32 API提供了一組能使線程阻塞其自身執行的等待函數。這些函數在其參數中的一個或多個同步對象產生了信號，或者超過規定的等待時間才會返回。在等待函數未返回時，線程處於等待狀態，此時線程只消耗很少的CPU時間。使用等待函數既可以保證線程的同步，又可以提高程序的運行效率。最常用的等待函數是：
DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle，DWord dwMilliseconds);
而函數WaitForMultipleObject可以用來同時監測多個同步對象，該函數的聲明為：
DWORD WaitForMultipleObject(DWORD nCount,CONST HANDLE *lpHandles,BOOL bWaitAll,DWord dwMilliseconds);
（1）互斥體對象
Mutex對象的狀態在它不被任何線程擁有時才有信號，而當它被擁有時則無信號。Mutex對象很適合用來協調多個線程對共享資源的互斥訪問。可按下列步驟使用該對象：
首先，建立互斥體對象，得到句柄：
HANDLE CreateMutex();
然後，在線程可能產生沖突的區域前（即訪問共享資源之前）調用WaitForSingleObject，將句柄傳給函數，請求占用互斥對象：
dwWaitResult = WaitForSingleObject(hMutex,5000L);
共享資源訪問結束，釋放對互斥體對象的占用：
ReleaseMutex(hMutex);
互斥體對象在同一時刻只能被一個線程占用，當互斥體對象被一個線程占用時，若有另一線程想占用它，則必須等到前一線程釋放後才能成功。
（2）信號對象
信號對象允許同時對多個線程共享資源進行訪問，在創建對象時指定最大可同時訪問的線程數。當一個線程申請訪問成功後，信號對象中的計數器減一，調用ReleaseSemaphore函數後，信號對象中的計數器加一。其中，計數器值大於或等於０，但小於或等於創建時指定的最大值。如果一個應用在創建一個信號對象時，將其計數器的初始值設為０，就阻塞了其他線程，保護了資源。等初始化完成後，調用ReleaseSemaphore函數將其計數器增加至最大值，則可進行正常的存取訪問。可按下列步驟使用該對象：
首先，創建信號對象：
HANDLE CreateSemaphore();
或者打開一個信號對象：
HANDLE OpenSemaphore();
然後，在線程訪問共享資源之前調用WaitForSingleObject。
共享資源訪問完成後，應釋放對信號對象的占用：
ReleaseSemaphore();
（3）事件對象
事件對象(Event)是最簡單的同步對象，它包括有信號和無信號兩種狀態。在線程訪問某一資源之前，需要等待某一事件的發生，這時用事件對象最合適。例如：只有在通信端口緩沖區收到數據後，監視線程才被激活。
事件對象是用CreateEvent函數建立的。該函數可以指定事件對象的類和事件的初始狀態。如果是手工重置事件，那麼它總是保持有信號狀態，直到用ResetEvent函數重置成無信號的事件。如果是自動重置事件，那麼它的狀態在單個等待線程釋放後會自動變為無信號的。用SetEvent可以把事件對象設置成有信號狀態。在建立事件時，可以為對象命名，這樣其他進程中的線程可以用OpenEvent函數打開指定名字的事件對象句柄。
（4）排斥區對象
在排斥區中異步執行時，它只能在同一進程的線程之間共享資源處理。雖然此時上面介紹的幾種方法均可使用，但是，使用排斥區的方法則使同步管理的效率更高。
使用時先定義一個CRITICAL_SECTION結構的排斥區對象，在進程使用之前調用如下函數對對象進行初始化:
VOID InitializeCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION);
當一個線程使用排斥區時，調用函數：EnterCriticalSection或者TryEnterCriticalSection;
當要求占用、退出排斥區時，調用函數LeaveCriticalSection，釋放對排斥區對象的占用，供其他線程使用。
基於MFC的多線程編程
MFC是微軟的VC開發集成環境中提供給程序員的基礎函數庫，它用類庫的方式將Win32 API進行封裝，以類的方式提供給開發者。由於其快速、簡捷、功能強大等特點深受廣大開發者喜愛。因此，建議使用MFC類庫進行應用程序的開發。
在VC++附帶的MFC類庫中，提供了對多線程編程的支持，基本原理與基於Win32 API的設計一致，但由於MFC對同步對象做了封裝，因此實現起來更加方便，避免了對象句柄管理上的煩瑣工作。
在MFC中，線程分為兩種：工作線程和用戶接口線程。工作線程與前面所述的線程一致，用戶接口線程是一種能夠接收用戶的輸入、處理事件和消息的線程。
1. 工作線程
工作線程編程較為簡單，設計思路與前面所講的基本一致: 一個基本函數代表了一個線程，創建並啟動線程後，線程進入運行狀態; 如果線程用到共享資源，則需要進行資源同步處理。這種方式創建線程並啟動線程時可調用函數：
CWinThread*AfxBeginThread( AFX_THREADPROC pfnThreadProc, LPVOID pParam,int nPriority= THREAD_PRIORITY_NORMAL,UINT nStackSize =0,DWord dwCreateFlags=0, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL);參數pfnThreadProc是線程執行體函數，函數原形為: UINT ThreadFunction( LPVOID pParam)。
參數pParam是傳遞給執行函數的參數；
參數nPriority是線程執行權限，可選值：
THREAD_PRIORITY_NORMAL、THREAD_PRIORITY_LOWEST、THREAD_PRIORITY_HIGHEST、THREAD_PRIORITY_IDLE。
參數dwCreateFlags是線程創建時的標志，可取值CREATE_SUSPENDED，表示線程創建後處於掛起狀態，調用ResumeThread函數後線程繼續運行，或者取值“0”表示線程創建後處於運行狀態。
返回值是CWinThread類對象指針，它的成員變量m_hThread為線程句柄，在Win32 API方式下對線程操作的函數參數都要求提供線程的句柄，所以當線程創建後可以使用所有Win32 API函數對pWinThread->m_Thread線程進行相關操作。
注意：如果在一個類對象中創建和啟動線程時，應將線程函數定義成類外的全局函數。
2. 用戶接口線程
基於MFC的應用程序有一個應用對象，它是CWinApp派生類的對象，該對象代表了應用進程的主線程。當線程執行完並退出線程時，由於進程中沒有其他線程存在，進程自動結束。類CＷinApp從CＷinThread派生出來，CＷinThread是用戶接口線程的基本類。我們在編寫用戶接口線程時，需要從CＷinThread派生我們自己的線程類，ClassWizard可以幫助我們完成這個工作。
先用ClassWizard派生一個新的類，設置基類為CwinThread。注意：類的DECLARE_DYNCREATE和IMPLEMENT_DYNCREATE宏是必需的，因為創建線程時需要動態創建類的對象。根據需要可將初始化和結束代碼分別放在類的InitInstance和ExitInstance函數中。如果需要創建窗口，則可在InitInstance函數中完成。然後創建線程並啟動線程。可以用兩種方法來創建用戶接口線程，MFC提供了兩個版本的AfxBeginThread函數，其中一個用於創建用戶接口線程。第二種方法分為兩步進行：首先，調用線程類的構造函數創建一個線程對象；其次，調用CWinThread::CreateThread函數來創建該線程。線程建立並啟動後，在線程函數執行過程中一直有效。如果是線程對象，則在對象刪除之前，先結束線程。CWinThread已經為我們完成了線程結束的工作。
3. 線程同步
前面我們介紹了Win32 API提供的幾種有關線程同步的對象，在MFC類庫中對這幾個對象進行了類封裝，它們有一個共同的基類CSyncObject，它們的對應關系為: Semaphore對應CSemaphore、Mutex對應CMutex、Event對應CEvent、CriticalSection對應CCriticalSection。另外，MFC對兩個等待函數也進行了封裝，即CSingleLock和CMultiLock。因四個對象用法相似，在這裡就以CMutex為例進行說明：
創建一個CMutex對象:
CMutex mutex(FALSE,NULL,NULL);
或CMutex mutex;
當各線程要訪問共享資源時使用下面代碼：
CSingleLock sl(&mutex);
sl.Lock();
if(sl.IsLocked())
//對共享資源進行操作...
sl.Unlock();
結束語
如果用戶的應用程序需要多個任務同時進行相應的處理，則使用多線程是較理想的選擇。這裡，提醒大家注意的是在多線程編程時要特別小心處理資源共享問題以及多線程調試問題。筆者准備了幾個實例，如大家需要的話，可以和筆者聯系。
