?? lion-tut-c15.htm
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<title>Iczelion's win32 asm tutorial</title>
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<P align=center><FONT color=#0000ff size=+1>第十五課 多線程編程</FONT></P>
<HR SIZE=1>
<STRONG></STRONG>本課中，我們將學(xué)習(xí)如何進(jìn)行多線程編程。另外我們還將學(xué)習(xí)如何在不同的線程間進(jìn)行通信。
<H3><FONT
color=#ff0000>理論：</FONT></H3>前一課中，我們學(xué)習(xí)了進(jìn)程，其中講到每一個(gè)進(jìn)程至少要有一個(gè)主線程。這個(gè)線程其實(shí)是進(jìn)程執(zhí)行的一條線索，除此主線程外您還可以給進(jìn)程增加其它的線程，也即增加其它的執(zhí)行線索，由此在某種程度上可以看成是給一個(gè)應(yīng)用程序增加了多任務(wù)功能。當(dāng)程序運(yùn)行后，您可以根據(jù)各種條件掛起或運(yùn)行這些線程，尤其在多CPU的環(huán)境中，這些線程是并發(fā)運(yùn)行的。這些是在W32下才有的概念，在WIN16下并沒有等同的概念。<BR>在同一進(jìn)程中運(yùn)行不同的線程的好處是這些線程可以共享進(jìn)程的資源，如全局變量、資源等。當(dāng)然各個(gè)線程也可以有自己的私有棧用于保存私有數(shù)據(jù)。另外每個(gè)線程需要保存其運(yùn)行上下文以便在線程切換時(shí)能夠記住或恢復(fù)其上下文，當(dāng)然這是由操作系統(tǒng)來完成的，對(duì)于用戶是透明的。<BR>我們大體上可以把線程分成兩大類：
<OL>
<LI>處理用戶界面的線程：該類線程產(chǎn)生自己的窗口并負(fù)責(zé)處理相關(guān)的窗口消息。用戶界面線程遵守WIN16下的互斥原則，即沒一刻僅有一個(gè)用戶界面線程使用USER和GDI庫中的內(nèi)核函數(shù)，也就是說當(dāng)一個(gè)用戶界面程序在進(jìn)入GDI或USER中時(shí)，內(nèi)核不允許重入。由此我們可以推論出WIN95的該部分內(nèi)核的代碼是遵守16位模式的。而WINOWS
NT是純的32位操作系統(tǒng)，所以不存在這個(gè)問題。
<LI>工作者線程：該類線程不用處理窗口界面，當(dāng)然也就不用處理消息了。它一般都運(yùn)行在后臺(tái)干一些計(jì)算之類的粗，這大概也是把它叫做工作者線程的原因吧。
</LI></OL>
<P>運(yùn)用W32的多線程模式來編程，我們可以遵循某種策略：即讓主線程僅來做用戶界面的工作，而其它繁重的工作則交由工作者線程在后臺(tái)完成。這就好比我們?nèi)粘Ｉ钪械脑S多例子。譬如：政府管理者好比是用戶界面線程，它負(fù)責(zé)聽取民意，給職能部門分配工作，然后把工作成果匯報(bào)給公眾。而具體的職能部門就是工作者線程，它負(fù)責(zé)完成下達(dá)的具體工作。如果讓政府管理這來具體地做每一件事，它必須作一件事后再做另一項(xiàng)，那它就不能及時(shí)來聽取和反饋民意。這樣就無法管理好一個(gè)國家了。當(dāng)然即使采用多線程制，政府管理部門也不一定就能管理好國家，但是程序卻可以采用多線程機(jī)制來管理好她自己的工作。我們可以調(diào)用CreateThread函數(shù)來生成新線程。該函數(shù)的語法如下：</P>
<P><B>CreateThread proto lpThreadAttributes:DWORD,\</B>
<BR><B>
dwStackSize:DWORD,\</B>
<BR><B>
lpStartAddress:DWORD,\</B>
<BR><B>
lpParameter:DWORD,\</B>
<BR><B>
dwCreationFlags:DWORD,\</B>
<BR><B>
lpThreadId:DWORD</B>
<P>生成一個(gè)線程的函數(shù)和生成一個(gè)進(jìn)程基本相同。<BR><B>lpThreadAttributes</B>
-->如果您想要線程有缺省的安全屬性，可以置該值為NULL。 <BR><B>dwStackSize</B> -->
指定線程的堆棧大小。如果為0，那線程的大小和進(jìn)程相同。 <BR><B>lpStartAddress</B>-->
線程函數(shù)的起始地址。注意該函數(shù)僅接收一個(gè)32位的參數(shù)和返回一個(gè)32位的值。（該參數(shù)可以是一個(gè)指針，而且進(jìn)程的線程可以直接存取進(jìn)程定義全局變量，所以您大可不必?fù)?dān)心不能如何把大量的參數(shù)傳遞給線程）。
<BR><B>lpParameter</B> --> 傳遞給線程的上下文。 <BR><B>dwCreationFlags</B>
-->如果是0的話則表示創(chuàng)線程建后立即啟動(dòng)，相反的是標(biāo)志位CREATE_SUSPENDED，這樣您需要稍后顯示地讓該線程運(yùn)行。<BR><B>lpThreadId</B>
--> 內(nèi)核給新生成的線程分配的線程ID。
<P>如果生成線程成功的話，CreateThread函數(shù)就返回新線程的句柄。否則返回NULL。<BR>如果沒有給參數(shù)dwCreationFlags指定CREATE_SUSPENDED的話，該線程就會(huì)立即運(yùn)行。如果不這樣，我們上面說了，需要顯示地啟動(dòng)該線程，要這樣做您需要調(diào)用ResumeThread函數(shù)。<BR>在線程返回后（線程的執(zhí)行類似與執(zhí)行一個(gè)函數(shù)，如果它調(diào)用了最后一條指令后，在匯編中是ret，那么該線程就結(jié)束了，除非您讓它進(jìn)入一個(gè)循環(huán)，譬如我們講的用戶界面線程就是如此，只不過它不退出的原因是進(jìn)入的循環(huán)是在{while
(
GetMessage（...）)...}中，如果您沒有給它傳遞一個(gè)值為0的消息，那它可不會(huì)退出），系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用ExitThread函數(shù)透明地處理線程一些退出時(shí)的清理工作。當(dāng)然您可以自己調(diào)用該函數(shù)，但似乎沒有什么意義。要得到退出時(shí)的退出碼，您可以調(diào)用GetExitCodeThread函數(shù)。
<BR>如果您想結(jié)束一個(gè)程序，可以調(diào)用TerminateThread函數(shù)，不過使用該函數(shù)要小心行事，因?yàn)樵摵瘮?shù)一旦被調(diào)用線程就會(huì)退出，這樣它就沒有機(jī)會(huì)來做清理自己的工作了。
<P>現(xiàn)在我們來看看線程間的通訊機(jī)制。 <BR>總的說來一共有三種方法：
<UL>
<LI>使用全局變量
<LI>使用Windows消息傳遞機(jī)制
<LI>使用事件
</LI></UL>上面我們說了線程會(huì)共享進(jìn)程的資源,其中全局變量也包括在內(nèi)，所以線程可以通過使用全局變量來通訊。但是這種辦法的明顯的缺點(diǎn)是在有多個(gè)線程存取同一個(gè)全局變量時(shí)，必須考慮同步的問題。譬如：有一個(gè)有十個(gè)成員變量的結(jié)構(gòu)體，其中一個(gè)線程在對(duì)起賦值時(shí)，假設(shè)只更新了五個(gè)成員變量的值，這時(shí)內(nèi)核的調(diào)度線程剝奪其運(yùn)行權(quán)給另一個(gè)線程，這樣接下來的線程如果想要用該全局結(jié)構(gòu)體變量，它的值就顯然不對(duì)了。另外多線程的程序也很難調(diào)試，尤其這些錯(cuò)誤很隱蔽和很難復(fù)現(xiàn)時(shí)。如果兩個(gè)線程都是用戶界面線程時(shí)，用WINDOWS的消息機(jī)制來進(jìn)行線程間的通訊是比較方便的.
<BR>您所要做的只是自定義一些windows消息（注意不要和windows的預(yù)定義的消息沖突），然后在線程之間傳遞可以了。您可以這樣來定義消息，把WM_USER（它的值等于0x0400）當(dāng)作基數(shù)，然后順序地去加序號(hào)，譬如：
<P> WM_MYCUSTOMMSG equ WM_USER+100h
<P>小于WM_USER
的值是Windows系統(tǒng)的保留值，大于該值留給用戶來使用。<BR>如果其中有一個(gè)線程是工作者線程的話，那就不能用該種方法來進(jìn)行通訊了，這是因?yàn)楣ぷ髡呔€程沒有消息隊(duì)列。您應(yīng)當(dāng)用下面這種策略來進(jìn)行工作者線程和用戶界面線程之間的通訊：
<P>
User interface Thread ------> global variable(s)----> Worker thread
<BR>
Worker Thread ------> custom window message(s) ----> User interface
Thread
<P>稍后我們的例子中將講解這種通訊辦法。<BR>最后的辦法是事件對(duì)象。您可以把事件對(duì)象看作是一種標(biāo)志。如果事件對(duì)象的狀態(tài)是無信號(hào)的話，說明該線程正在睡眠或掛起，在該種狀態(tài)下系統(tǒng)是不會(huì)給該線程分配CPU時(shí)間片的。當(dāng)一個(gè)線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)成有信號(hào)時(shí)，WINDOWS就會(huì)喚醒該線程并且讓它正常運(yùn)行。
<H3><FONT color=#ff0000>例子：</FONT></H3>您可以下載例子并運(yùn)行thread1.exe，然后激活菜單項(xiàng)"Savage
Calculation"，然后程序開始執(zhí)行指令"add eax,eax
"，一共執(zhí)行600,000,000次，您會(huì)發(fā)現(xiàn)在這個(gè)過程當(dāng)中，用戶界面將停止響應(yīng)，您既不能使用菜單，也不能使用移動(dòng)窗口。等到計(jì)算完成后，會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，關(guān)閉掉對(duì)話框后窗口才可以和當(dāng)初一樣正常運(yùn)行了。<BR>為了避免這種不便，我們把計(jì)算的工作放入到一個(gè)單獨(dú)的工作者線程中去，而主窗口僅僅響應(yīng)用戶的活動(dòng)。您可以看到雖然用戶界面的反應(yīng)比平常時(shí)慢了，但還是可以工作的。
<P><B>.386</B> <BR><B>.model flat,stdcall</B> <BR><B>option casemap:none</B>
<BR><B>WinMain proto :DWORD,:DWORD,:DWORD,:DWORD</B> <BR><B>include
\masm32\include\windows.inc</B> <BR><B>include \masm32\include\user32.inc</B>
<BR><B>include \masm32\include\kernel32.inc</B> <BR><B>includelib
\masm32\lib\user32.lib</B> <BR><B>includelib \masm32\lib\kernel32.lib</B>
<P><B>.const</B> <BR><B>IDM_CREATE_THREAD equ 1</B> <BR><B>IDM_EXIT equ 2</B>
<BR><B>WM_FINISH equ WM_USER+100h</B>
<P><B>.data</B> <BR><B>ClassName db "Win32ASMThreadClass",0</B>
<BR><B>AppName db "Win32 ASM MultiThreading Example",0</B> <BR><B>MenuName
db "FirstMenu",0</B> <BR><B>SuccessString db "The calculation is
completed!",0</B>
<P><B>.data?</B> <BR><B>hInstance HINSTANCE ?</B> <BR><B>CommandLine LPSTR ?</B>
<BR><B>hwnd HANDLE ?</B> <BR><B>ThreadID DWORD ?</B>
<P><B>.code</B> <BR><B>start:</B> <BR><B> invoke
GetModuleHandle, NULL</B> <BR><B> mov
hInstance,eax</B> <BR><B> invoke GetCommandLine</B>
<BR><B> mov CommandLine,eax</B> <BR><B>
invoke WinMain, hInstance,NULL,CommandLine, SW_SHOWDEFAULT</B>
<BR><B> invoke ExitProcess,eax</B>
<P><B>WinMain proc
hInst:HINSTANCE,hPrevInst:HINSTANCE,CmdLine:LPSTR,CmdShow:DWORD</B>
<BR><B> LOCAL wc:WNDCLASSEX</B> <BR><B>
LOCAL msg:MSG</B> <BR><B> mov wc.cbSize,SIZEOF
WNDCLASSEX</B> <BR><B> mov wc.style, CS_HREDRAW or
CS_VREDRAW</B> <BR><B> mov wc.lpfnWndProc, OFFSET
WndProc</B> <BR><B> mov wc.cbClsExtra,NULL</B>
<BR><B> mov wc.cbWndExtra,NULL</B>
<BR><B> push hInst</B> <BR><B>
pop wc.hInstance</B> <BR><B> mov
wc.hbrBackground,COLOR_WINDOW+1</B> <BR><B> mov
wc.lpszMenuName,OFFSET MenuName</B> <BR><B> mov
wc.lpszClassName,OFFSET ClassName</B> <BR><B> invoke
LoadIcon,NULL,IDI_APPLICATION</B> <BR><B> mov
wc.hIcon,eax</B> <BR><B> mov wc.hIconSm,eax</B>
<BR><B> invoke LoadCursor,NULL,IDC_ARROW</B>
<BR><B> mov wc.hCursor,eax</B>
<BR><B> invoke RegisterClassEx, addr wc</B>
<BR><B> invoke CreateWindowEx,WS_EX_CLIENTEDGE,ADDR
ClassName,ADDR AppName,\</B>
<BR><B>
WS_OVERLAPPEDWINDOW,CW_USEDEFAULT,\</B>
<BR><B>
CW_USEDEFAULT,300,200,NULL,NULL,\</B>
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