操作系统多线程(张建华)

西南交通大学程序设计报告西南交通大学多线程的实现之PI值计算年级:2009级信息学院学号:20092382姓名:张建华专业:软件工程2011年目录一设计目的 (3)二设计要求 (3)三设计过程 (3)3.1 自我学习过程 (3)3.2 程序实现过程 (3)四流程图 (8)五参考文献 (9)六附录 (9)6.1 主要代码 (9)6.2 主要界面 (11)一、设计目的通过设计计算PI值来实现并体会多线程，同时学会使用WIN32中关于多线程的几个基本函数.在这个过程中来加强学生对多线程相关知识的理解与掌握，学会如何对多线程进行创建、挂起、终止等。

同时，在熟悉Visual C++6.0的基础上，初步掌握MFC编程的一些用法，锻炼学生的实际编码能力。

二、设计要求1.通过正确计算PI值来体现多线程编程.2.要求在对话框中打印出当前PI的计算精度.3.有较友好的界面.三、设计过程1.自我学习过程因为之前从来没有用MFC写过程序，所以我在图书馆借了一本相关的书籍《VC++深入详解》，并一同借了该书的光盘。

这本书十分实用，我主要学习了该书的第一章（Windows程序运行原理）、第三章（MFC AppWizard 的原理与MFC程序框架的剖析）和第七章（对话框）。

通过相应章节的视频教学学会了一些基本的对话框操作。

学习过程中，我进一步明确了多线程的概念，即：多线程是操作系统支持在一个进程中执行多个线程的能力。

在同一个进程中的多个线程都共享同一片数据区，其中还涉及到一些变量的声明和使用。

并且，考虑到VC6.0中对一些Class Library的封装比较丰富，所以我使用了VC6.0来完成该设计。

首先应该明确WIN32中给我们提供了哪些多线程相关的函数，经过查阅和学习，我总结出一下几个：2.功能实现过程1)新建一个工程文件->新建->工程，选中MFC AppWizard[exe],工程名称为Pi_Value。

如图3.2.1所示。

图3.2.1 创建一个工程文件然后选择创建的应用程序类型为“基本对话框”，并确定。

2)界面设计向对话框中拖控件，并修改其属性。

静态文本框的属性可以不用修改，但是button控件的属性还是需要修改的，尤其是ID号，因为我们在实现功能的时候经常需要用到这些ID号。

界面如图3.2.2所示。

图3.2.2 界面设计3)代码实现在本例中,体现多线程的关键之处应该是当程序开始运算时, 用户可以随时暂停它,之后又可以恢复。

即用户可以点击“开始”来开始打印PI的值；通过“暂停”按钮来暂停打印；通过“继续”来继续显示；通过“结束”来结束显示并清空。

具体的实现如下。

i.创建一个线程：当用户按了开始按钮后,程序开始执行相关联代码,即创建计算PI值的线程：hThread=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadFuncPi, NULL,0,&ThreadID);该线程位于调用该函数的进程的虚拟地址空间内。

ii.挂起一个线程：当用户按暂停时即把当前线程用函数SuspendThread(…)挂起,此时线程的所有信息（线程上下文）被保存。

如：SuspendThread(hThread);iii.重启一个线程：当用户按下继续按扭时线程又被重启,此时这些的实现是通过函数ResumeThread(…)来完成的。

当然其中涉及到相关的参数传递问题,比如ResumeThread( )函数中带有一个HANDLE型参数,参数值为要重启的线程的句柄.到此时只解决了一部分问题,还有几个很重要的关键点.比如如何让运算出来的PI值打印在对话框的指定位置.这时用到MFC编程的知识比较多,比如对控件的操作等.此时用到的函数重要有（参数取自本实例）：str.Format("%1d",e+d/a);m_Show.ReplaceSel(str,FALSE);SetDlgItemText(AfxGetMainWnd()->m_hWnd,IDC_xs,st r1);iv.控件功能的实现：根据控件的属性名自动生成的相关函数需要我们去实现相关的功能。

下面给出函数名：void CPi_ValueDlg::OnStart()//关联“开始”控件{// TODO: Add your control notification handler code herehThread=CreateThread(NULL,0,ThreadFuncPi,NULL,0,NULL);/* BOOL EnableWindow(HWND hWnd，BOOL bEnable)函数：该函数允许／禁止指定的窗口或控件接受鼠标和键盘的输入，当输入被禁止时，窗口不响应鼠标和按键的输入，输入允许时，窗口接受所有的输入。

hWnd:被允许/禁止的窗口句柄。

bEnable:定义窗口是被允许，还是被禁止。

若该参数为TRUE，则窗口被允许。

若该参数为FALSE，则窗口被禁止。

*/GetDlgItem(IDC_Start)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_Pause)->EnableWindow(TRUE);GetDlgItem(IDC_Goon)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_End)->EnableWindow(TRUE);}void CPi_ValueDlg::OnPause()；//关联“暂停”控件{// TODO: Add your control notification handler code hereSuspendThread(hThread);GetDlgItem(IDC_Start)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_Pause)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_End)->EnableWindow(TRUE);GetDlgItem(IDC_Goon)->EnableWindow(TRUE);}void CPi_ValueDlg::OnGoon()；//关联“继续”控件{// TODO: Add your control notification handler code hereResumeThread(hThread); //线程恢复函数GetDlgItem(IDC_Start)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_Pause)->EnableWindow(TRUE);GetDlgItem(IDC_End)->EnableWindow(TRUE);GetDlgItem(IDC_Goon)->EnableWindow(FALSE);}void CPi_ValueDlg::OnEnd()；//关联“结束”控件{// TODO: Add your control notification handler code hereTerminateThread(hThread,-1);//该函数用来结束由hThread 参数指定的线程，并把dwExitCode设成该线程的退出码。

GetDlgItem(IDC_Start)->EnableWindow(TRUE);GetDlgItem(IDC_Pause)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_End)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_Goon)->EnableWindow(FALSE);m_Show.SetWindowText("");SetDlgItemText(IDC_xs,"");}v.求PI值函数功能并关联到静态文本框：该功能的代码如下。

DWORD WINAPI ThreadFuncPi(LPVOID lParam){CString str,str1;int Count=-1;int isfirst=1; //精确到7999位long a=10; //缩放的倍数long c=88000; //迭代的次数long f[88001]; //中间的计算结果long d; //内循环误差累计项long e=0; //外循环误差累计项long b, g; //分子与分母. k/(2k+1)int i;for(i=0;i<c;i++) f[i]=a*2/10;while(c>0){d=0;g=(c*2+1)-2; //分母部分b=c; // 分子while(1){d*=b;d+=f[b]*a;f[b]=d%g; // 带分数的分子部分d/=g; // 带分数的整数部分g-=2;b--;if(b==0) break;}/* 在编辑框中显示pi的值*/Sleep(10);str.Format("%1d",e+d/a);//格式化把long型数字转化为字符串类型/*CEdit::ReplaceSel void ReplaceSel( LPCTSTR lpszNewText, BOOL bCanUndo = FALSE )函数:将编辑控件中的当前选定部分替换为文本;lpszNewText:指向一个以空终止的替换字符串. */m_Show.ReplaceSel(str,FALSE);if(isfirst){m_Show.ReplaceSel(".",FALSE); //打印小数点isfirst=0;}str1.Format("%d",++Count);SetDlgItemText(AfxGetMainWnd()->m_hWnd,IDC_xs,str1);/* SetDlgItemText()函数：将计算的位数输出到小编辑框*/ //Count++;//itoa(Count,ch,10);//SetDlgItemText(IDC_xs,ch);e=d%a;c-=11; /* 因为精度固定为800位，每输出1位后，相当于精度需求降低了1位，所以每次可以少算11项*/ }return 0;}四、流程图五、参考文献[1] 孙鑫，余安萍著. VC++深入详解. 北京：电子工业出版社，2007[2] William Stalling著. 陈渝译. 操作系统——精髓与设计原理（第五版）. 北京：电子工业出版社，2006六、附录1.本实例中的主要代码：DWORD WINAPI ThreadFuncPi(LPVOID lParam){CString str,str1;int Count=-1;int isfirst;long a=10; //缩放的倍数long c=88000; //迭代的次数long f[88001]; //中间的计算结果long d; //内循环误差累计项long e=0; //外循环误差累计项long b, g; //分子与分母. k/(2k+1)int i;for(i=0;i<c;i++) f[i]=a*2/10;while(c>0){ d=0;g=(c*2+1)-2; //分母部分b=c; // 分子while(1){ d*=b;d+=f[b]*a;f[b]=d%g; // 带分数的分子部分d/=g; // 带分数的整数部分g-=2;b--;if(b==0) break;}Sleep(10);str.Format("%1d",e+d/a);m_Show.ReplaceSel(str,FALSE);if(isfirst){m_Show.ReplaceSel(".",FALSE); isfirst=0;}str1.Format("%d",++Count);SetDlgItemText(AfxGetMainWnd()->m_hWnd,IDC_xs,str1);//Count++;//itoa(Count,ch,10);//SetDlgItemText(IDC_xs,ch);e=d%a;c-=11; // 因为精度固定为800位，每输出1位后，相当于精度需求降低了1位，所以每次可以少算11项// SetDlgItemText(IDC_xs,ch);}return 0;}void CSystem32PiDemoDlg::OnPause(){ SuspendThread(hThread);GetDlgItem(IDC_Start)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_Pause)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_End)->EnableWindow(TRUE);GetDlgItem(IDC_Goon)->EnableWindow(TRUE);// TODO: Add your control notification handler code here}void CSystem32PiDemoDlg::OnGoon(){ ResumeThread(hThread);GetDlgItem(IDC_Start)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_Pause)->EnableWindow(TRUE);GetDlgItem(IDC_End)->EnableWindow(TRUE);GetDlgItem(IDC_Goon)->EnableWindow(FALSE);// TODO: Add your control notification handler code here}void CSystem32PiDemoDlg::OnStart(){ //UpdateData();hThread=CreateThread(NULL,0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadFuncPi,NULL,0,&ThreadID);GetDlgItem(IDC_Start)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_Pause)->EnableWindow(TRUE);GetDlgItem(IDC_End)->EnableWindow(TRUE);GetDlgItem(IDC_Goon)->EnableWindow(FALSE);// TODO: Add your control notification handler code here}void CSystem32PiDemoDlg::OnEnd(){ TerminateThread(hThread,2);GetDlgItem(IDC_Start)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_Pause)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_End)->EnableWindow(FALSE);GetDlgItem(IDC_Goon)->EnableWindow(FALSE);// TODO: Add your control notification handler code here}2.本程序主要界面：图6.2.1 点击“开始”前图6.2.2 点击“开始“后图6.2.3 点击“暂停”后点击“继续”后备注：在这两个地方修改你的名字和学号哈。