漫谈C++ Builder多线程编程技术

日期：2007年8月29日作者：查看:[大字体中字体小字体]

摘要：本文简单介绍了Windows环境下进行多线程编程的意义，重点讨论了C++Builder环境下开发多线程应用程序这一问题，并通过实现生产者－消费者问题，帮我们更好地理解同步概念及其实现方法。

　　关键词：多线程；同步；生产者－消费者；C++Builder

　　线程之可行性

　　在很多情况下，可能需要为程序创建线程。这里给出其中一些可能性：

　　(1)如果创建的是一个多文档接口（Multiple Document Interface,MDI）程序，那么为每个窗口分配一个线程就显得十分重要了，例如，对于一个通过多个Modem同时连接到多个主机的MDI通信程序而言，如果每个窗口都有它自己的线程来和一个主机通信，那么整个事情就简化很多。

　　(2)如果使用的是一台有多个处理器的机器，并希望充分利用所有可能获得的CPU资源，那么就需要将应用程序分解成多个线程。Windows2000中CPU的划分单位为线程。因此，如果程序只包含一个线程，那么，默认环境下该程序只能使用其中一个CPU。但是，如果将此程序划分为多个线程，那么Windows2000就可以在不同的CPU上运行各个线程。

　　(3)在后台运行的某些任务的同时，要求用户还可以继续使用应用程序进行工作。利用线程很容易实现这点。例如：可以将一些冗长的重算、页面格式化操作、文件的读写等活动都放在单独的线程中，使其在后台运行，而不会对用户造成影响。

　　同步

　　撰写多线程程序的一个最具挑战性的问题就是：如何让一个线程和另一个线程合作。这引出了一个非常重要的问题：同步。所谓同步是指进程、线程间相互通信时避免破坏各自数据的能力。Windows环境下的同步问题是由Win32系统的CPU时间片分配方式引起的。虽然在某一时刻，只有一个线程占用CPU（单CPU）时间，但是无法知道在什么时候，在什么地方线程被打断，这样如何保证线程之间不破坏彼此的数据就显得格外重要。同步问题是如此重要，也相当有趣，因而吸引了不少学者对他进行研究，由此产成了一系列经典的进程同步问题，其中较有代表性的是"生产者－消费者问题"、"读者－写者问题""哲学家进餐问题"等。在此，本文简要讨论了C++Builder平台下如何利用多线程编程技术实现"生产者－消费者"问题，帮助我们更好得理解同步概念及其实现方法。

　　生产者－消费者问题

　　生产者－消费者问题是一个著名的进程同步问题。它描述的是：有一群生产者进程在生产消息，并将此消息提供给消费者进程去消费。为使生产者进程和消费者进程能并发进行，在他们之间设置了一个具有N个缓冲区的缓冲池，生产者进程可以将它所生产的消息放入一个缓冲区中，消费者进程可以从一个缓冲区中取得一个消息消费。尽管所有的生产者进程和消费者进程都是以异步方式进行的，但他们之间必须保持同步，即不允许消费者进程到一个空的缓冲区中去取消息，也不允许生产者进程向一个已装满消息且尚未被取走消息的缓冲区中投放消息。

　　C++Builder多线程应用程序编程基础

　　1、使用C++Builder提供的TThread类

　　VCL类库提供了用于线程编程的TThread类。在TThread类中封装了Windows中关于线程机制的WindowsAPI。对于大多数的应用程序来说，可在应用程序中使用线程对象来表示执行线程。线程对象通过封装使用线程所需的内容，简化了多线程应用程序的编写。注意，线程对象不允许控制线程堆栈的大小或其安全属性。若需要控制这些，必须使用WindowsAPI的Create Thread()或Begin Thread()函数。
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