多线程编程之二——MFC中的多线程开发

五、MFC对多线程编程的支持

　　MFC中有两类线程，分别称之为工作者线程和用户界面线程。二者的主要区别在于工作者线程没有消息循环，而用户界面线程有自己的消息队列和消息循环。
　　工作者线程没有消息机制，通常用来执行后台计算和维护任务，如冗长的计算过程，打印机的后台打印等。用户界面线程一般用于处理独立于其他线程执行之外的用户输入，响应用户及系统所产生的事件和消息等。但对于Win32的API编程而言，这两种线程是没有区别的，它们都只需线程的启动地址即可启动线程来执行任务。
　　在MFC中，一般用全局函数AfxBeginThread()来创建并初始化一个线程的运行，该函数有两种重载形式，分别用于创建工作者线程和用户界面线程。两种重载函数原型和参数分别说明如下：

(1) CWinThread* AfxBeginThread(AFX_THREADPROC pfnThreadProc,
                      LPVOID pParam,
                      nPriority=THREAD_PRIORITY_NORMAL,
                      UINT nStackSize=0,
                      DWORD dwCreateFlags=0,
                      LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs=NULL);

PfnThreadProc:指向工作者线程的执行函数的指针，线程函数原型必须声明如下：

UINT ExecutingFunction(LPVOID pParam);

请注意，ExecutingFunction()应返回一个UINT类型的值，用以指明该函数结束的原因。一般情况下，返回0表明执行成功。

• pParam：传递给线程函数的一个32位参数，执行函数将用某种方式解释该值。它可以是数值，或是指向一个结构的指针，甚至可以被忽略；
• nPriority：线程的优先级。如果为0，则线程与其父线程具有相同的优先级；
• nStackSize:线程为自己分配堆栈的大小，其单位为字节。如果nStackSize被设为0，则线程的堆栈被设置成与父线程堆栈相同大小；
• dwCreateFlags：如果为0，则线程在创建后立刻开始执行。如果为CREATE_SUSPEND，则线程在创建后立刻被挂起；
• lpSecurityAttrs：线程的安全属性指针，一般为NULL；

 (2) CWinThread* AfxBeginThread(CRuntimeClass* pThreadClass,
                      int nPriority=THREAD_PRIORITY_NORMAL,
                      UINT nStackSize=0,
                      DWORD dwCreateFlags=0,
                      LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs=NULL);

　　pThreadClass 是指向 CWinThread 的一个导出类的运行时类对象的指针，该导出类定义了被创建的用户界面线程的启动、退出等；其它参数的意义同形式1。使用函数的这个原型生成的线程也有消息机制，在以后的例子中我们将发现同主线程的机制几乎一样。

下面我们对CWinThread类的数据成员及常用函数进行简要说明。

• m_hThread：当前线程的句柄；
• m_nThreadID:当前线程的ID；
• m_pMainWnd：指向应用程序主窗口的指针

BOOL CWinThread::CreateThread(DWORD dwCreateFlags=0,
UINT nStackSize=0,
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs=NULL);

　　该函数中的dwCreateFlags、nStackSize、lpSecurityAttrs参数和API函数CreateThread中的对应参数有相同含义，该函数执行成功，返回非0值，否则返回0。
　　一般情况下，调用AfxBeginThread()来一次性地创建并启动一个线程，但是也可以通过两步法来创建线程：首先创建CWinThread类的一个对象，然后调用该对象的成员函数CreateThread()来启动该线程。

virtual BOOL CWinThread::InitInstance();

重载该函数以控制用户界面线程实例的初始化。初始化成功则返回非0值，否则返回0。用户界面线程经常重载该函数，工作者线程一般不使用InitInstance()。

virtual int CWinThread::ExitInstance();

在线程终结前重载该函数进行一些必要的清理工作。该函数返回线程的退出码，0表示执行成功，非0值用来标识各种错误。同InitInstance()成员函数一样，该函数也只适用于用户界面线程。

六、MFC多线程编程实例

　　在Visual C++ 6.0编程环境中，我们既可以编写C风格的32位Win32应用程序，也可以利用MFC类库编写C++风格的应用程序，二者各有其优缺点。基于Win32的应用程序执行代码小巧，运行效率高，但要求程序员编写的代码较多，且需要管理系统提供给程序的所有资源；而基于MFC类库的应用程序可以快速建立起应用程序，类库为程序员提供了大量的封装类，而且Developer Studio为程序员提供了一些工具来管理用户源程序，其缺点是类库代码很庞大。由于使用类库所带来的快速、简捷和功能强大等优越性，因此除非有特殊的需要，否则Visual C++推荐使用MFC类库进行程序开发。

我们知道，MFC中的线程分为两种：用户界面线程和工作者线程。我们将分别举例说明。

用 MFC 类库编程实现工作者线程

例程5 MultiThread5

为了与Win32 API对照，我们使用MFC 类库编程实现例程3 MultiThread3。

1. 建立一个基于对话框的工程MultiThread5，在对话框IDD_MULTITHREAD5_DIALOG中加入一个编辑框IDC_MILLISECOND，一个按钮IDC_START，标题为“开始” ，一个进度条IDC_PROGRESS1；
2. 打开ClassWizard，为编辑框IDC_MILLISECOND添加int型变量m_nMilliSecond，为进度条IDC_PROGRESS1添加CProgressCtrl型变量m_ctrlProgress；
3. 在MultiThread5Dlg.h文件中添加一个结构的定义：

   struct threadInfo
   {
           UINT nMilliSecond;
           CProgressCtrl* pctrlProgress;
   };
   

   线程函数的声明：

   UINT ThreadFunc(LPVOID lpParam); 

   注意，二者应在类CMultiThread5Dlg的外部。
   
   在类CMultiThread5Dlg内部添加protected型变量：

   CWinThread* pThread; 

4. 在MultiThread5Dlg.cpp文件中进行如下操作： 定义公共变量：

   threadInfo Info; 

   双击按钮IDC_START，添加相应消息处理函数：

   void CMultiThread5Dlg::OnStart() 
   {
           // TODO: Add your control notification handler code here
   
           UpdateData(TRUE);
           Info.nMilliSecond=m_nMilliSecond;
           Info.pctrlProgress=&m_ctrlProgress;
   
           pThread=AfxBeginThread(ThreadFunc,
                   &Info);
   }
   

   在函数BOOL CMultiThread3Dlg::OnInitDialog()中添加语句：

   {
           ……
           
           // TODO: Add extra initialization here
           m_ctrlProgress.SetRange(0,99);
           m_nMilliSecond=10;
           UpdateData(FALSE);
           return TRUE;  // return TRUE  unless you set the focus to a control
   }
   

   添加线程处理函数：

   UINT ThreadFunc(LPVOID lpParam)
   {
           threadInfo* pInfo=(threadInfo*)lpParam;
           for(int i=0;i<100;i++)
           {
                   int nTemp=pInfo->nMilliSecond;
   
                   pInfo->pctrlProgress->SetPos(i);
   
                   Sleep(nTemp);
           }
           return 0;
   }

用 MFC 类库编程实现用户界面线程

创建用户界面线程的步骤：

1. 使用ClassWizard创建类CWinThread的派生类（以CUIThread类为例）

   class CUIThread : public CWinThread
   {
           DECLARE_DYNCREATE(CUIThread)
   protected:
           CUIThread();           // protected constructor used by dynamic creation
   
   // Attributes
   public:
   
   // Operations
   public:
   
   // Overrides
           // ClassWizard generated virtual function overrides
           //{{AFX_VIRTUAL(CUIThread)
           public:
           virtual BOOL InitInstance();
           virtual int ExitInstance();
           //}}AFX_VIRTUAL
   
   // Implementation
   protected:
           virtual ~CUIThread();
   
           // Generated message map functions
           //{{AFX_MSG(CUIThread)
                   // NOTE - the ClassWizard will add and remove member functions here.
           //}}AFX_MSG
   
           DECLARE_MESSAGE_MAP()
   };
   

2. 重载函数InitInstance()和ExitInstance()。

   BOOL CUIThread::InitInstance()
   {
           CFrameWnd* wnd=new CFrameWnd;
           wnd->Create(NULL,"UI Thread Window");
           wnd->ShowWindow(SW_SHOW);
           wnd->UpdateWindow();
           m_pMainWnd=wnd;
           return TRUE;
   }
   

   创建新的用户界面线程

   void CUIThreadDlg::OnButton1() 
   {
           CUIThread* pThread=new CUIThread();
           pThread->CreateThread();
   }
   

   请注意以下两点：
   
   A、在UIThreadDlg.cpp的开头加入语句：

   #include "UIThread.h"

   B、把UIThread.h中类CUIThread()的构造函数的特性由 protected 改为 public。

   　　用户界面线程的执行次序与应用程序主线程相同，首先调用用户界面线程类的InitInstance()函数，如果返回TRUE，继续调用线程的Run()函数，该函数的作用是运行一个标准的消息循环，并且当收到WM_QUIT消息后中断，在消息循环过程中，Run()函数检测到线程空闲时（没有消息），也将调用OnIdle()函数，最后Run()函数返回，MFC调用ExitInstance()函数清理资源。
   　　你可以创建一个没有界面而有消息循环的线程，例如：你可以从CWinThread派生一个新类，在InitInstance函数中完成某项任务并返回FALSE，这表示仅执行InitInstance函数中的任务而不执行消息循环，你可以通过这种方法，完成一个工作者线程的功能。

例程6 MultiThread6

1. 建立一个基于对话框的工程MultiThread6，在对话框IDD_MULTITHREAD6_DIALOG中加入一个按钮IDC_UI_THREAD，标题为“用户界面线程”
2. 右击工程并选中“New Class…”为工程添加基类为CWinThread派生线程类CUIThread。
3. 给工程添加新对话框IDD_UITHREADDLG，标题为“线程对话框”。
4. 为对话框IDD_UITHREADDLG创建一个基于CDialog的类CUIThreadDlg。使用ClassWizard为CUIThreadDlg类添加WM_LBUTTONDOWN消息的处理函数OnLButtonDown，如下：

   void CUIThreadDlg::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point) 
   {
           AfxMessageBox("You Clicked The Left Button!");
           CDialog::OnLButtonDown(nFlags, point);
   }

5. 在UIThread.h中添加

   #include "UIThreadDlg.h"

   并在CUIThread类中添加protected变量CUIThread m_dlg：

   class CUIThread : public CWinThread
   {
           DECLARE_DYNCREATE(CUIThread)
   protected:
           CUIThread();           // protected constructor used by dynamic creation
   
   // Attributes
   public:
   
   // Operations
   public:
   
   // Overrides
           // ClassWizard generated virtual function overrides
           //{{AFX_VIRTUAL(CUIThread)
           public:
           virtual BOOL InitInstance();
           virtual int ExitInstance();
           //}}AFX_VIRTUAL
   
   // Implementation
   protected:
           CUIThreadDlg m_dlg;
           virtual ~CUIThread();
   
           // Generated message map functions
           //{{AFX_MSG(CUIThread)
                   // NOTE - the ClassWizard will add and remove member functions here.
           //}}AFX_MSG
   
           DECLARE_MESSAGE_MAP()
   };
   

6. 分别重载InitInstance()函数和ExitInstance()函数：

   BOOL CUIThread::InitInstance()
   {
           m_dlg.Create(IDD_UITHREADDLG);
           m_dlg.ShowWindow(SW_SHOW);
           m_pMainWnd=&m_dlg;
           return TRUE;
   }
   
   int CUIThread::ExitInstance()
   {
           m_dlg.DestroyWindow();
           return CWinThread::ExitInstance();
   }
   

7. 双击按钮IDC_UI_THREAD，添加消息响应函数：

   void CMultiThread6Dlg::OnUiThread() 
   {
           CWinThread *pThread=AfxBeginThread(RUNTIME_CLASS(CUIThread));
   }
   

   并在MultiThread6Dlg.cpp的开头添加：

   #include "UIThread.h"
   

　　好了，编译并运行程序吧。每单击一次“用户界面线程”按钮，都会弹出一个线程对话框，在任何一个线程对话框内按下鼠标左键，都会弹出一个消息框。

（ 未完待续）