多线程编程技术,多进程编程
大家好,今天来为大家分享多线程编程技术的一些知识点,和多进程编程的问题解析,大家要是都明白,那么可以忽略,如果不太清楚的话可以看看本篇文章,相信很大概率可以解决您的问题,接下来我们就一起来看看吧!
Windows多线程编程技术与实例的内容简介
本书通过众多实例介绍了如何实现Windows下的多线程编程,既重点介绍了Win32API下的多线程编程和MFC下的多线程编程,又介绍了多线程机制在网络编程、图形编程和数据库中的应用。本书每一章都从简单的多线程实例出发逐渐深入,紧紧围绕应用程序实例,向读者展示了利用多线程技术来编写高效、友好的Windows应用程序的方法,并对常用的Win32线程函数进行了深入详细的说明。本书共分8章,第l章介绍了多线程编程的基础知识;第2~5章通过实例阐明Win32下多线程的几种不同实现形式及多进程的实现机制,这是本书介绍的重点内容,也是读者学习后面几章内容所必须掌握的基础知识;第6~8章介绍了多线程技术在网络、图形处理和数据库中的应用。
本书语言通俗易懂,内容丰富翔实,突出了以实例为中心的特点,既适合具有一定c++和VC编程基础的高校相关专业学生选作多线程编程的学习用书,也适用于具有一定实际编程经验的中高级开发人员作为学习多线程编程思想的自学用书。
多线程编程的好处及在什么情况下用多线程
CPU是以时间片的方式为进程分配CUP处理时间的,当一个进程以同步的方式去完成几件事情时,此进程必须完成了第一件事情以后再做第二件事,如此按顺序地向CPU请求完成要做的事情。在此单线程的工作模式下,如果把CUP看作是一共有100个时间片的话,CPU可能一直都只是花了其中的10个时间片来处理当前进程所要做的事情,只是用到了CPU的10%的时间片,而其他时间都白白浪费了,当然,实际上CPU的工作模式还是做完一件事以后再去做另一件事,只是CUP的处理速度非常快,很快就处理完成所请求的情事。
为了提高CPU的使用率,采用多线程的方式去同时完成几件事情而互不干扰,如当前进程要完成三件事情1、2、3,那么CPU会分别用10%的时间来同时处理这3件事情,从而让CPU的使用率达到了30%,大大地提高了CPU的利用率。多线程的好处在处理一些特殊的场合其优势尤其明显。比如下载文件,你要一边下载一边显示进度一边保存,在这种情况下,如果没有用多线程的话,没有意外的话一般都会把主线程阻塞,比如进度条的进度根本没有随着已下载的量而变化,堪至是整个窗体都动不了,用多线程就可以很好地解决这个问题。
这里有一个生活实例可能更好地去理解多线程:回去看你女朋友做饭,正常的话她都会把洗好的菜(肉)先放到锅里煮,然后一边洗别的菜或处理别的事情,如:洗碗、收拾桌台准备开饭,人还是一个人,但她同时做几件事情,这样就可以大大地提高效率。总的一句话就是:CPU还是要花同样多的时间去完成所有的事情,但多线程可以让CPU掺插地同时做多件事情,在视觉上让用户觉得计算机在同时帮他处理多件事情,更好地改善用户体验。
了解了多线程的好处以后,就要了解应该在什么样的情况下使用多线程技术。因为并不是说所有情况下用多线程都是好事,因为多线程的情况下,CPU还要花时间去维护,CPU处理各线程的请求时在线程间的切换也要花时间,所以一般情况下是可以不用多线程的,用了有时反而会得不偿失。大多情况下,要用到多线程的主要是需要处理大量的IO操作时或处理的情况需要花大量的时间等等,比如:读写文件、视频图像的采集、处理、显示、保存等。
“多线程”的原理是什么
多线程概述
进程和线程都是操作系统的概念。进程是应用程序的执行实例,每个进程是由私有的虚拟地址空间、代码、数据和其它各种系统资源组成,进程在运行过程中创建的资源随着进程的终止而被销毁,所使用的系统资源在进程终止时被释放或关闭。
线程是进程内部的一个执行单元。系统创建好进程后,实际上就启动执行了该进程的主执行线程,主执行线程以函数地址形式,比如说main或WinMain函数,将程序的启动点提供给Windows系统。主执行线程终止了,进程也就随之终止。
每一个进程至少有一个主执行线程,它无需由用户去主动创建,是由系统自动创建的。用户根据需要在应用程序中创建其它线程,多个线程并发地运行于同一个进程中。每个线程具有自己的堆栈和自己的 CPU寄存器副本。其他资源(如文件、静态数据和堆内存)由进程中的所有线程共享。所以线程间的通讯非常方便,多线程技术的应用也较为广泛。但是使用这些公共资源的线程必须同步。Win32提供了几种同步资源的方式,包括信号、临界区、事件和互斥体。
每个进程都有私有的虚拟地址空间,进程的所有线程共享同一地址空间。每个线程被CPU分配一个时间片,一旦被激活,它正常运行直到时间片耗尽并被挂起,此时,操作系统选择另一个线程进行运行。通过时间片轮转,又出于各个时间片很小(20毫秒级),看起来就像多个线程同时在工作。实际上,只有在多处理器系统上才是真正的在可得到的处理器上同时运行多个线程。基于Win32的应用程序可以通过把给定进程分解(或创建)多个线程挖掘潜在的CPU时间,而且还可以加强应用程序,以使用户提高效率,加强反应能力以及进行后台辅助处理。
在Windows操作系统中,Win32应用程序可以在Windows平台上运行多个实例,每个应用程序实例都是一个独立的进程,而一个进程可以由不止一个线程来实现。对于一个进程来说,当应用程序有几个任务要同时运行时,建立多个线程是有用的。如打印时,利用多线程机制实现多线程,就可在需要打印时创建一个负责完成打印功能的打印线程。创建打印线程之后,系统就变成了多线程。当进行打印时,CPU轮换着分配给这两个线程时间片,所以打印和其他功能一起同时在运行,这就充分利用了CPU处理打印工作之外的空闲时间片,并且避免了用户长久地等待打印时间。这就是所谓的由多线程来实现的多任务,在进行打印任务的同时又可以进行别的任务。要说明的一点是,目前大多数的计算机都是单处理器(CPU)的,为了运行所有这些线程,操作系统为每个独立线程安排一些CPU时间,操作系统以轮换方式向线程提供时间片,这就给人一种假象,好象这些线程都在同时运行。由此可见,如果两个非常活跃的线程为了抢夺对CPU的控制权,在线程切换时会消耗很多的CPU资源,反而会降低系统的性能。这一点在多线程编程时应该注意。
Win32 SDK函数支持进行多线程的程序设计,并提供了操作系统原理中的各种同步、互斥和临界区等操作。Visual C++ 6.0中,使用MFC类库也实现了多线程的程序设计,线程被分为工作者线程(Worker Thread)和用户界面线程(User Interface Thread)两大类。前者常用于处理后台任务,执行这些后台任务并不会耽搁用户对应用程序的使用,即用户操作无需等待后台任务的完成。后者常用来独立的处理用户输入和相应用户的事件。其中用户界面线程的特点是拥有单独的消息队列,可以具有自己的窗口界面,能够对用户输入和事件做出响应。在应用程序中,根据用户界面线程具有消息队列这一特点,可以使之循环等待某一事件发生后再进行处理。由于Windows95时抢先式多任务的操作系统,即使一个线程因等待某事件而阻塞,其他线程仍然可以继续执行。
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