windows 并发的多线程的应用
多线程处理：提升程序并发和响应能力的技巧
多线程处理：提升程序并发和响应能力的技巧多线程处理是一种提升程序并发和响应能力的重要技巧。
随着计算机的发展和处理器的不断升级，多核处理器成为主流，计算机拥有更多的处理单元，但是单个线程只能在一个处理单元上执行。
为了充分利用计算机资源，我们需要使用多线程技术。
多线程处理指的是在一个程序中同时运行多个线程，每个线程独立执行自己的任务。
通过多线程处理，可以实现同时处理多个任务，提升程序的并发能力和响应能力。
下面我将介绍一些多线程处理的技巧，以帮助提升程序的并发和响应能力。
1.合理划分任务：在设计多线程程序时，首先需要合理划分任务。
将一个大任务划分成多个小任务，并将这些小任务分配给不同的线程。
这样可以充分利用多核处理器的计算能力，并提高程序的并发能力。
2.线程池：线程池是一种管理和复用线程的机制。
通过线程池可以避免频繁地创建和销毁线程，提高线程的利用率。
线程池可以预先创建一定数量的线程，并将任务分配给空闲的线程来处理，当任务完成后，线程可以继续处理其他任务，而不需要销毁重新创建。
3.并发容器：并发容器是一种在多线程环境下安全访问的数据结构。
Java中提供了多种并发容器，如ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue 等，可以在多线程环境下高效地操作数据。
使用并发容器可以避免多线程竞争导致的数据不一致和线程安全问题。
4.锁和同步机制：多线程是在共享的资源上进行操作，因此需要考虑线程安全问题。
在多线程程序中，使用锁和同步机制可以保证多线程之间的顺序和互斥。
Java中提供了synchronized关键字和Lock接口，可以实现线程的同步与互斥。
5.避免死锁：死锁是多线程编程中常见的问题，指的是多个线程因互相等待对方释放资源而陷入无限等待的状态。
为了避免死锁，需要合理设计线程之间的依赖关系和资源的请求顺序。
另外，还可以使用线程池和资源分配策略来减少死锁的发生。
6.异步编程：异步编程是一种非阻塞的编程方式，可以提高程序的响应能力。
多线程并发执行的例子
多线程并发执行的例子
1. 你看玩游戏的时候，那各种场景和角色同时在屏幕上活动，这可不就是多线程并发执行嘛！就像你操控着主角在打怪升级，旁边的小怪也在自顾自地跑来跑去，还有各种特效同时出现，这多神奇啊！
2. 大家想想，医院的挂号系统，那么多人同时在不同地方预约挂号，系统得同时处理好多请求，这就是很典型的多线程并发执行呀！这不就好比同时有好多人在跟医院这个“大脑”说话，它还能有条不紊地处理好。
3. 日常我们上网购物，你在浏览商品的时候，其他人也在下单购买，还有人在评价商品，这一切不都在同时进行吗？这多像一场热闹的集市啊，每个人都在做自己的事情，互不干扰，却又同时发生着，这就是多线程并发执行的魅力啊！
4. 在交通路口，信号灯控制着不同方向的车辆和行人，同时有车在直行，有车在转弯，行人也在过马路，这难道不算是多线程并发执行吗？这跟一个乐团演奏似的，各种乐器发出不同声音，但又那么和谐！
5. 我们使用的手机，一边在播放音乐，一边你还能聊天、刷网页，这些不都是同时进行的吗？这不就像一个人可以同时做好几件事一样，牛不牛？
6. 大公司的办公系统，好多部门的人都在使用，有人在提交文件，有人在查询数据，这也是多线程并发执行呀！就像一场盛大的演出，每个演员都有自己的戏份。
7. 视频网站上，那么多人同时在线观看不同的视频，服务器要同时给大家提供服务，这是不是很厉害？这多像好多人同时在不同的房间看不同的节目呀！
8. 智能语音助手，你跟它说话的同时，它还能处理其他任务，这不也是多线程并发执行嘛！感觉就像它有好多只手同时在做事。
我觉得多线程并发执行真的太重要了，让我们的生活变得更加高效和有趣！。
多线程的应用场景简书
多线程的应用场景简书
多线程的应用场景有很多，下面列举几个常见的例子：
1. 图片或视频处理：在图像或视频处理领域，通常需要对大量的图像或视频进行处理，例如图像的压缩、滤镜的应用等。
使用多线程可以同时处理多个图像或视频，提高处理速度和效率。
2. 网络编程：在网络编程中，多线程可以用来处理多个客户端的请求，例如Web服务器。
每个客户端请求都可以分配一个
线程来处理，提高同时处理请求的能力。
3. 并发编程：在并发编程中，多线程可以用来处理多个并发任务，例如并发访问数据库、并发执行任务等。
通过多线程可以提高系统的处理能力和资源利用率。
4. 数据分析与计算：在大数据处理和分析中，通常需要对海量数据进行处理和计算，使用多线程可以将数据分成多个部分并行处理，加快计算速度。
5. 用户界面响应：在图形界面应用程序中，如果某个操作需要耗费较长时间，使用多线程可以使界面仍然保持响应，提高用户体验。
需要注意的是，在使用多线程时需要注意线程的同步和竞态条件的处理，以避免出现线程安全问题。
Windows下多线程同步机制
多线程同步机制Critical section（临界区）用来实现“排他性占有”。
适用范围是单一进程的各线程之间。
它是：·一个局部性对象，不是一个核心对象。
·快速而有效率。
·不能够同时有一个以上的critical section被等待。
·无法侦测是否已被某个线程放弃。
MutexMutex是一个核心对象，可以在不同的线程之间实现“排他性占有”，甚至几十那些现成分属不同进程。
它是：·一个核心对象。
·如果拥有mutex的那个线程结束，则会产生一个“abandoned”错误信息。
·可以使用Wait…()等待一个mutex。
·可以具名，因此可以被其他进程开启。
·只能被拥有它的那个线程释放（released）。
SemaphoreSemaphore被用来追踪有限的资源。
它是：·一个核心对象。
·没有拥有者。
·可以具名，因此可以被其他进程开启。
·可以被任何一个线程释放（released）。
Ev ent ObjectEv ent object通常使用于overlapped I/O，或用来设计某些自定义的同步对象。
它是：·一个核心对象。
·完全在程序掌控之下。
·适用于设计新的同步对象。
· “要求苏醒”的请求并不会被储存起来，可能会遗失掉。
·可以具名，因此可以被其他进程开启。
Interlocked Variable如果Interlocked…()函数被使用于所谓的spin-lock，那么他们只是一种同步机制。
所谓spin-lock是一种busy loop，被预期在极短时间内执行，所以有最小的额外负担（overhead）。
系统核心偶尔会使用他们。
除此之外，interlocked variables主要用于引用技术。
他们：·允许对4字节的数值有些基本的同步操作，不需动用到critical section或mutex之类。
当前流行的Windows操作系统能同时运行几个程序独立运行
当前流行的Windows操作系统能同时运行几个程序(独立运行的程序又称之为进程)，对于同一个程序，它又可以分成若干个独立的执行流，我们称之为线程，线程提供了多任务处理的能力。
用进程和线程的观点来研究软件是当今普遍采用的方法，进程和线程的概念的出现，对提高软件的并行性有着重要的意义。
现在的大型应用软件无一不是多线程多任务处理，单线程的软件是不可想象的。
因此掌握多线程多任务设计方法对每个程序员都是必需要掌握的。
本实例针对多线程技术在应用中经常遇到的问题，如线程间的通信、同步等，分别进行探讨，并利用多线程技术进行线程之间的通信，实现了数字的简单排序。
一、实现方法1、理解线程要讲解线程，不得不说一下进程，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、数据和其它系统资源组成。
进程在运行时创建的资源随着进程的终止而死亡。
线程的基本思想很简单，它是一个独立的执行流，是进程内部的一个独立的执行单元，相当于一个子程序，它对应于Visual C++中的CwinThread类对象。
单独一个执行程序运行时，缺省地包含的一个主线程，主线程以函数地址的形式出现，提供程序的启动点，如main （）或WinMain（）函数等。
当主线程终止时，进程也随之终止。
根据实际需要，应用程序可以分解成许多独立执行的线程，每个线程并行的运行在同一进程中。
一个进程中的所有线程都在该进程的虚拟地址空间中，使用该进程的全局变量和系统资源。
操作系统给每个线程分配不同的CPU时间片，在某一个时刻，CPU只执行一个时间片内的线程，多个时间片中的相应线程在CPU内轮流执行，由于每个时间片时间很短，所以对用户来说，仿佛各个线程在计算机中是并行处理的。
操作系统是根据线程的优先级来安排CPU 的时间，优先级高的线程优先运行，优先级低的线程则继续等待。
线程被分为两种：用户界面线程和工作线程（又称为后台线程）。
用户界面线程通常用来处理用户的输入并响应各种事件和消息，其实，应用程序的主执行线程CWinAPP对象就是一个用户界面线程，当应用程序启动时自动创建和启动，同样它的终止也意味着该程序的结束，进程终止。
什么情况下使用多线程
什么情况下使用多线程
使用多线程是为了能够同时处理多个任务，提高程序的并发性和响应性。
以下是一些常见的情况下使用多线程的场景。
1.高并发：当需要同时处理大量请求时，使用多线程可以提高系统的并发能力。
例如，一个网络服务器需要同时处理多个客户端请求，每个请求可能会导致服务器执行一些耗时的操作，如读取文件或数据库查询。
在这种情况下，每个请求可以分配一个线程来处理，而不会因为其中一些请求的阻塞而导致其他请求被延迟。
3.并行计算：当需要进行大规模计算或处理复杂算法时，使用多线程可以将计算任务分配给多个处理器或内核，并行执行。
这种方式可以有效地缩短计算时间，提高程序的性能。
例如，图像处理、视频编码、科学计算等领域通常会使用多线程进行并行计算。
4.IO密集型任务：当任务涉及到大量的IO操作时，使用多线程可以充分利用CPU的空闲时间，提高程序的执行效率。
例如，文件的读取和写入、网络通信等操作都可以使用多线程来实现。
5.交互性应用程序：当需要处理用户的输入和响应时，使用多线程可以提供更好的用户体验。
例如，给定一个图形界面应用程序，用户在主线程中进行操作，而与用户界面相关的任务可以在后台线程中执行，以避免在主线程中进行耗时的操作而导致界面冻结。
然而，使用多线程也存在一些潜在的问题和挑战，例如线程之间的同步和互斥、资源竞争、死锁等。
程序员需要仔细考虑这些问题，并采取适当的措施来解决和避免这些问题。
总而言之，使用多线程可以在合适的情况下提高程序的并发性和响应性，但也需要合理使用，并针对具体的需求选择适当的线程模型和同步机制。
Lab Windows／CVI的多线程机制在虚拟数字存储示波器中的应用
Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｂ ｉ ｄ ｗｓＣＶＩ ｍ ｕｔｔ ｒ ａ ｉ ｇ ｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ｖｒｕ ｌ ＤＳ ｐｉ ｔｏ ｆＬａ Ｗ ｎ ｏ ／ ｃ ｉ ｈ ｅ ｄ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉ ｉｔ ａ Ｏ ｉ
马青 亮 ，周 伦彬 ，鲍 芳
（． １ 广东工业大学 自动化学 院， 东 广州 ５ ００ ；． 广 １０ ６ ２ 广州市计量检测技术研究院 ， 广东 广州 ５０ ３ ） １０ ０
摘 要： 多线程机 制给 Ｗｉｄ ｗ 用户带来 了许 多方便 ， ｎｏｓ 特别是在基于 Ｐ ｃ的数据采集和仪器 Ｉ ／ Ｏ等应用方 面 ， 包括改
ｌ 引 言
随着计算机技术 的快速发展 ，虚拟仪器技 术日 趋成熟 ， 应用范围也越来越广泛。 虚拟仪器
结合 了 Ｐ Ｃ技术和传统的仪器仪表技术 ， 为用户 提供 了友好的图形化操作界面，可 以很方便 的 实现数据采集 、 分析、 存储及显示等功能。其功
能结构如下图。 Ｌ ｂ ｎ ｏ ｓ Ｖ 是 Ｎ 公 司推 出的交 互式 Ｃ语 ａＷｉｄｗ／ Ｉ Ｃ Ｉ 言开发环境 ， 它将功能强大 、 使 改 稿 日期 ：０ ７ ０ — ７ ２０－宁０ ； ２ ０ － ９ １
ａ ｃ ｌｒ ｔ ｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ａ ｄ ｍｏ ｅ ｃｅ ｔ ａ ｋ ｒ ｕ ｄ ｒ ｃ ｓ ｅ ．Ｔ ｅ ａ ｅ ａ ｅ ｔ ｅ ｖ ｒ ａ Ｄ Ｏ ｓ ｔ ｅ ｅ ｓ ａ ｃ ｃ ｅｅ ａｅ ｅ ｐ ｎ ｉｇ ｎ ｒ ｅ ｉ ｆ ｉｎ ｂ ｃ ｇ ｏ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓ ｐ ｐ ｒ ｔ ｋ ｓ ｈ ｉ ｕ ｌ Ｓ ａ ｒ ｅ ｒ ｈ ｔ ｈ
线程的使用场景以及原理
线程的使用场景以及原理
线程是计算机中运行的最小单位。
线程是在进程内部执行的，每个进程可以有多个线
程同时运行，它们共享进程的资源，如内存、文件句柄等。
线程的使用场景非常广泛，以
下是一些典型的使用场景：
1. 图形界面程序
当用户执行某些操作时，界面上的数据可能需要被改变。
为了避免主线程被阻塞，需
要创建一个子线程来更新数据。
这样，用户便可以继续操作程序，同时数据也可以得到更新。
2. 并发程序
在并发编程中，多个线程可以共享相同的资源，如数据库连接、网络连接等。
这些资
源可以被多个线程并发使用，提高程序的效率。
3. 服务器程序
服务器程序通常需要同时处理多个请求。
为了提高服务器的性能，可以为每个客户端
连接创建一个线程来处理请求。
这样，多个客户端可以同时被处理，减少了等待时间。
线程的原理是通过共享进程的资源来实现并发。
线程之间可以共享进程的数据、代码、内存等资源。
每个线程都有自己的栈，但是它们共享进程的堆空间。
线程的创建由操作系
统负责，它会为每个线程分配一些资源，如栈空间、CPU时间等。
线程的执行是由CPU控制的。
CPU会根据调度算法来决定哪个线程可以被执行。
当一
个线程执行完毕时，CPU会停止它的执行，并切换到下一个线程执行。
线程之间的切换是
由操作系统实现的，需要一些上下文切换的开销。
因此，在多线程编程中需要注意不要创
建过多的线程，否则会降低程序的性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（1）苹果香蕉问题
#include<iostream>
using namespace std;
#include<windows.h>
#include<time.h>
int k;
HANDLE Apple_;HANDLE Banana_;
CRITICAL_SECTION mmutex;
DWORD WINAPI Son(LPVOID n)
{//HANDLE Apple_; CRITICAL_SECTION mmutex;
int i=1;
OpenSemaphore(MUTEX_ALL_ACCESS,false,"Apple_");
while(1)
{
::WaitForSingleObject(Apple_,INFINITE);//等苹果
cout<<"Son eats"<<i<<"apples"<<endl;
LeaveCriticalSection(&mmutex);
i++;
}
::CloseHandle(Apple_);
return 0;
}
DWORD WINAPI Daughter(LPVOID n)
{
int i=1;//HANDLE Banana_;CRITICAL_SECTION mmutex;
OpenSemaphore(MUTEX_ALL_ACCESS,false,"Banana_");
while(1)
{
::WaitForSingleObject(Banana_,INFINITE);//等香蕉
cout<<"Daughter eats"<<i<<"bananas"<<endl;
LeaveCriticalSection(&mmutex);
i++;
}
::CloseHandle(Banana_);
return 0;
}
DWORD WINAPI Father(LPVOID n)
{
UINT fruit;//CRITICAL_SECTION mmutex;
EnterCriticalSection(&mmutex);
fruit = rand()%2;
if (fruit == 0)
{
//盘中放入苹果
cout<<k+1<<" father produce an apple"<<endl;
k=k+1;
::ReleaseSemaphore(Apple_,1,NULL);
}
else
{//盘中放入香蕉
cout<<k+1<<" father produce a banana"<<endl;
k=k+1;
::ReleaseSemaphore(Banana_,1,NULL);
}
return 0;
}
int main()
{
int j;
k=0;
HANDLE Father_[20];
Apple_ = ::CreateSemaphore(NULL,0,1,"apple");
Banana_ =::CreateSemaphore(NULL,0,1,"banana");
InitializeCriticalSection(&mmutex);
srand(time(NULL));
for (j= 0 ; j < 20; j++)
{
Father_[j]=::CreateThread(NULL,0,Father,NULL,0,0);
}
::CreateThread(NULL,0,Son,NULL,0,0);
::CreateThread(NULL,0,Daughter,NULL,0,0);
Sleep(1000);
WaitForMultipleObjects(20,Father_,TRUE,INFINITE);
return 0;
}
（2）苹果桔子问题
#include<iostream>
using namespace std;
#include<windows.h>
#include<time.h>
int k;
HANDLE Apple_;HANDLE Orange_;
CRITICAL_SECTION mmutex;
DWORD WINAPI Son(LPVOID n)
{//HANDLE Apple_; CRITICAL_SECTION mmutex;
int i=1;
OpenSemaphore(MUTEX_ALL_ACCESS,false,"Orange_");
while(1)
{
::WaitForSingleObject(Orange_,INFINITE);//等桔子
cout<<"Son eats"<<i<<"oranges"<<endl;
LeaveCriticalSection(&mmutex);
i++;
}
::CloseHandle(Orange_);
return 0;
}
DWORD WINAPI Daughter(LPVOID n)
{
int i=1;//HANDLE Banana_;CRITICAL_SECTION mmutex;
OpenSemaphore(MUTEX_ALL_ACCESS,false,"Apple_");
while(1)
{
::WaitForSingleObject(Apple_,INFINITE);//等苹果
cout<<"Daughter eats"<<i<<"apples"<<endl;
LeaveCriticalSection(&mmutex);
i++;
}
::CloseHandle(Apple_);
return 0;
}
DWORD WINAPI Father(LPVOID n)
{
UINT fruit;//CRITICAL_SECTION mmutex;
EnterCriticalSection(&mmutex);
fruit = rand()%2;
if (fruit == 0)
{
//盘中放入苹果
cout<<k+1<<" father produce an apple"<<endl;
k=k+1;
::ReleaseSemaphore(Apple_,1,NULL);
}
else
{//妈妈在盘中放入桔子
cout<<k+1<<" mother produce a orange"<<endl;
k=k+1;
::ReleaseSemaphore(Orange_,1,NULL);
}
return 0;
}
int main()
{
int j;
k=0;
HANDLE Father_[20];
Apple_ = ::CreateSemaphore(NULL,0,1,"apple");
Orange_ =::CreateSemaphore(NULL,0,1,"orange");
InitializeCriticalSection(&mmutex);
srand(time(NULL));
for (j= 0 ; j < 20; j++)
{
Father_[j]=::CreateThread(NULL,0,Father,NULL,0,0);
}
::CreateThread(NULL,0,Son,NULL,0,0);
::CreateThread(NULL,0,Daughter,NULL,0,0);
Sleep(1000);
WaitForMultipleObjects(20,Father_,TRUE,INFINITE);
return 0;
}。