Windows多线程及消息队列
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。
windows消息机制的工作原理
windows消息机制的工作原理Windows消息机制是一种用于不同进程间进行通信的机制，Windows操作系统以消息队列为基础，将消息作为一种最基本的通信单元进行传输。
在这个机制下，进程之间可以通过发送和接收消息来进行通信。
Windows消息机制的工作原理如下：1. 消息队列的创建：每个进程都有自己的消息队列，用于存储接收到的消息。
当进程初始化时，系统会为该进程创建一个消息队列，并为之分配一个唯一的标识符。
2. 消息的发送：当一个进程需要向其他进程发送消息时，它首先需要明确消息的发送目标。
在Windows中，每个进程都有一个唯一的标识符（句柄），可以用来标识其他进程。
发送消息的进程根据目标进程的标识符，将消息发送到目标进程的消息队列。
3. 消息的接收：当一个进程接收到消息时，它需要从自己的消息队列中读取消息。
Windows提供了一种机制，使得进程可以通过消息循环来接收和处理消息。
消息循环是一个无限循环，负责从消息队列中读取消息，并将消息分发给相应的处理函数。
4. 消息的处理：一旦消息被分发给相应的处理函数，进程就可以根据消息的类型和附加数据来进行相应的处理。
处理函数可以修改进程中的状态，调用相应的函数，或者发送其他消息。
5. 消息的传递：在发送和接收消息的过程中，消息并不是实时传输的。
当一个进程发送消息时，消息并不会立即发送给目标进程，而是先存储在发送进程的消息队列中。
接收进程通过消息循环来读取消息，也是间断性的进行读取。
因此，消息的传递是一种异步的过程。
6. 消息的优先级：Windows中的消息有不同的优先级，系统会根据消息的优先级来确定消息的处理顺序。
一般情况下，系统会优先处理高优先级的消息，然后才会处理低优先级的消息。
7. 消息的同步和异步：在发送消息的过程中，Windows提供了两种方式：同步方式和异步方式。
同步方式下，发送消息的进程会等待接收进程对消息的处理完成，然后才会继续执行。
异步方式下，发送消息的进程不需要等待接收进程的处理结果，可以立即继续执行。
线程间通信的方式
线程间通信的方式一、概述线程是操作系统中最小的执行单元，它们能够并发地执行程序。
在多线程编程中，线程间通信是非常重要的一个概念。
线程间通信是指不同线程之间通过某种方式来交换信息或共享资源的过程。
本文将介绍几种常见的线程间通信方式。
二、共享内存共享内存是一种非常高效的线程间通信方式。
它允许多个线程访问同一块内存区域，从而实现数据共享。
在使用共享内存时，需要注意以下几点：1. 确定共享内存的大小和位置。
2. 确保多个进程对共享内存进行互斥访问。
3. 对于复杂数据结构，需要使用锁来保护数据。
三、消息队列消息队列是一种基于消息传递的通信机制。
在使用消息队列时，发送方将消息发送到队列中，接收方从队列中读取消息。
消息队列具有以下优点：1. 可以实现异步通信。
2. 可以避免死锁问题。
3. 可以实现多对多通信。
四、管道管道是一种半双工的通信机制。
它可以用于在父子进程之间或者兄弟进程之间进行通信。
在使用管道时，需要注意以下几点：1. 管道是半双工的，只能实现单向通信。
2. 管道在创建时需要指定缓冲区大小。
3. 管道可以用于进程间通信。
五、信号量信号量是一种用于控制并发访问的机制。
它可以用于多个线程之间的同步和互斥操作。
在使用信号量时，需要注意以下几点：1. 信号量分为二进制信号量和计数器信号量两种类型。
2. 二进制信号量只有两个状态，0和1，用于实现互斥操作。
3. 计数器信号量可以有多个状态，用于实现同步操作。
六、互斥锁互斥锁是一种常见的线程同步机制。
它可以用于保护共享资源不被多个线程同时访问。
在使用互斥锁时，需要注意以下几点：1. 只有拥有锁的线程才能访问共享资源。
2. 多个线程不能同时持有同一个锁。
3. 在使用锁时需要注意死锁问题。
七、条件变量条件变量是一种常见的线程同步机制。
它可以用于等待某个条件满足后再继续执行。
在使用条件变量时，需要注意以下几点：1. 条件变量必须与互斥锁一起使用。
2. 等待条件的线程会被阻塞，直到条件满足。
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。
多线程安全的消息队列模板
void push(const T& data);
void pop();
T front();
bool empty();
int size();
private:
CRITICAL_SECTION cs_queue;
}
sleep(2);/** 在这里进程睡眠，用于假定我们的程序每2秒钟只能从队列中处理一条任务 **/
sscanf(rmsg.mtext,"%d,%d",&x,&y);
}
template<class T>
bool MessageQueueMT<T>::empty()
{
CCSLock lock(cs_queue);
return list<T>::empty();
}
template<class T>
* 将该任务换成其它的，比如数据库查询等
*
* 子进程中用sleep(2)延长子进程时间，用于模拟处理处理复杂度
* 如果处理的任务很复杂还可以在子进程中读完消息除列后再fork
*
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
};
};
template<class T>
MessageQueueMT<T>::MessageQueueMT()
{
::InitializeCriticalSection(&cs_queue);
linux和windows通用的多线程方法
linux和windows通用的多线程方法
多线程是一种在计算机程序中处理多个相似或相关的任务的技术。
无论是在Linux还是Windows中，多线程的实现都是类似的。
以下是一些通用的多线程方法：
1. 创建线程：使用线程库中提供的函数，例如在Linux中使用pthread_create()，在Windows中使用CreateThread()。
2. 同步线程：使用同步机制来保护共享资源，例如在Linux中使用pthread_mutex_lock()和pthread_mutex_unlock()，在Windows 中使用CriticalSection。
3. 线程间通信：使用消息传递或共享内存等机制来实现线程间通信。
在Linux中，可以使用管道、共享内存和信号量等。
在Windows 中，可以使用命名管道和邮槽等。
4. 线程池：创建一个线程池来管理多个线程，这样可以避免频繁地创建和销毁线程，提高效率。
5. 轮询：使用循环不断地检查线程是否完成任务，从而避免阻塞主线程。
总的来说，多线程在Linux和Windows中的实现都是类似的，只要掌握了基本的多线程概念和方法，就可以在两个操作系统中进行开发。
windows消息
除了键盘、鼠标消息以外，队列消息还有WM_PAINT、WM_TIMER和WM_QUIT。这些队列消息以外的绝大多数消息是非队列消息。
<2>.系统消息和应用程序消息
从消息的来源来看，可以分为：系统定义的消息和应用程序定义的消息。
系统消息ID的范围是从0到WM_USER-1，或0X80000到0XBFFFF；应用程序消息从WM_USER(0X0400)到0X7FFF，或0XC000到0XFFFF；WM_USER到0X7FFF范围的消息
LPARAM lParam
);
窗口类型：
可重叠窗口(Overlapped Window)，
弹出窗口(Pop-up Window)，
子窗口(Child Window)
窗口之间的关系: 父子关系，拥有关系，前后关系。
2.线程
一个进程至少拥有一个线程，称为主线程，如果一个线程创建了窗口，拥有GUI资源，那么也称该线程为GUI线程,否则就为工作线程。窗口是由线程创建的，
创建窗口的线程就拥有该窗口。这种线程拥有关系的概念对窗口有重要的意义：建立窗口的线程必须是为窗口处理所有消息的线程。为了使这个概念更加明
1.窗口
Windows程序是由一系列的窗口构成的，每个窗口都有自己的窗口过程，窗口过程就是一个拥有有固定 Signature 的 C函数，具体格式如下：
LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd,
UINT uMsg,
WPARAM wParam,
(3).控件通知消息
WM_NOTIFY消息，当用户与控件交互(Edit, Button...)时，通知消息会从控件窗口发送到父窗口，这种消息的目的不是为了处理用户命令，而是为了让父窗
windows消息队列数据结构c语言
Windows消息队列是一个用于进程间通信(IPC)的数据结构，它允许不同的进程通过发送和接收消息来进行通信。
在C语言中，可以使用Win32 API来创建和使用消息队列。
以下是一个简单的示例，展示了如何在C语言中使用Windows消息队列：c#include <windows.h>#include <stdio.h>// 定义消息队列名称#define QUEUE_NAME "MyMessageQueue"// 发送消息的函数void sendMessage(char* message) {HANDLE hQueue;// 打开或创建一个消息队列if (!(hQueue = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, QUEUE_NAME))) {printf("Failed to create event\n");return;}// 将消息发送到队列中if (!PostEvent(hQueue, message)) {printf("Failed to post message\n");return;}// 关闭事件句柄CloseHandle(hQueue);}// 接收消息的函数char* receiveMessage() {HANDLE hQueue;// 打开或创建一个消息队列if (!(hQueue = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, QUEUE_NAME))) {printf("Failed to create event\n");return NULL;}// 从队列中接收消息char* message = (char*)WaitForSingleObject(hQueue, INFINITE);// 关闭事件句柄CloseHandle(hQueue);return message;}int main() {char* message = receiveMessage();if (message) {printf("Received message: %s\n", message);// 释放消息内存LocalFree(message);} else {printf("Failed to receive message\n");}return 0;}这个示例代码演示了如何使用Windows消息队列来发送和接收消息。
什么情况下使用多线程
2、 处理速度较慢的外围设备
比如：打印时。再比如网络程序，涉及数据包的收发，时间因素不定。使用独立的线程处理这些任务，可使程序无需专门等待结果。
3、 程序设计自身的需要
WINDOWS系统是基于消息循环的抢占式多任务系统，为使消息循环系统不至于阻塞，程序需要多个线程的来共同完成某些任务。
什么情况下使用多线程 (2012-03-30 11:23:23)转载▼
标签： 杂谈 分类： linux
如果你的应用程序需要采取以下的操作，那么你尽可在编程的时候考虑多线程机制：
连续的操作，需要花费忍无可忍的过长时间才可能完成
并行计算
为了等待网络、文件系统、用户或其他I/O响应而耗费大量的执行时间
·单线程模型
在这种线程模型中，一个进程中只能有一个线程，剩下的进程必须等待当前的线程执行完。这种模型的缺点在于系统完成一个很小的任务都必须占用很长的时间。
·块线程模型（单线程多块模型STA）
这种模型里，一个程序里可能会包含多个执行的线程。在这里，每个线程被分为进程里一个单独的块。每个进程可以含有多个块，可以共享多个块中的数据。程序规定了每个块中线程的执行时间。所有的请求通过Windows消息队列进行串行化，这样保证了每个时刻只能访问一个块，因而只有一个单独的进程可以在某一个时刻得到执行。这种模型比单线程模型的好处在于，可以响应同一时刻的多个用户请求的任务而不只是单个用户请求。但它的性能还不是很好，因为它使用了串行化的线程模型，任务是一个接一个得到执行的。
所以说，在动手之前，先保证自己的应用程序中是否出现了以上3种情形。
为什么需要多线程（解释何时考虑使用线程）
从用户的角度考虑，就是为了得到更好的系统服务；从程序自身的角度考虑，就是使目标任务能够尽可能快的完成，更有效的利用系统资源。综合考虑，一般以下场合需要使用多线程：
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1．所谓的worker线程，是指完全不牵扯到图形用户界面（GUI），纯粹做运算的线程。
2．微软的多线程模型：
Win32说明文件一再强调线程分为GUI线程和worker线程两种。
GUI线程负责建造窗口以及处理主消息循环。
Worker负责执行纯粹的运算工作，如重新计算或重新编页等，这些运算工作会导致主线程的消息队列失去反应。
一般而言，GUI线程绝不会去做那些不能够马上完成的工作。
GUI线程的定义是：拥有消息队列的线程。
任何一个特定窗口的消息总是被产生这一窗口的线程抓到并处理。
所有对此窗口的改变也都应该由该线程完成。
如果worker线程也产生了一个窗口，那么就会有一个消息队列随之被产生出来并且附着到此线程身上，于是worker线程摇身一变成了GUI线程。
这里的意思是：worker线程不能够产生窗口、对话框、消息框，或任何其他与UI有关的东西。
如果一个worker线程需要输入或输出错误信息，它应该授权给UI线程来做，并且将结果通知给worker线程。
消息队列是一个链表，只有在必要的时候，才有元素产生出来。
具体的关于消息队列的数据结构，可以参考相关的windows文档。
3．在Win32中，每一个线程有它自己专属的消息队列。
这并不意味着每一个窗口有它自己的消息队列，因为一个线程可以产生许多窗口。
如果一个线程停止回应，或是它忙于一段耗时的计算工作，那么由它产生的窗口统统都会停止回应，但系统中的其他窗口还会继续正常工作。
以下是一个非常基本的规则，用来管理Win32中的线程、消息、窗口的互动：
所有传送给某一窗口之消息，将由产生该窗口之线程负责处理。
比方说，使用SetWindowText来更新一个Edit框的内容，其实就是发出了一个WM_SETTEXT 消息给edit窗口函数。
推而广之，每一个控件都是一个窗口，都拥有自己的窗口函数。
对窗口所作的一切事情基本上都会被该窗口的窗口函数处理，并因此被产生该窗口的线程处理。
当需要发送一个消息时，Windows会自动计算出哪一个线程应该接收到消息（以便确定该消息实体应该挂在在哪一个线程的消息队列中）。
同时，windows还会确定线程应该如何被告知有这么一个消息进来。
一共有四种可能：
（1）如果属于同一线程，使用SendMessage传递消息，则直接调用窗口函数。
（2）如果属于同一线程，使用PostMessage传递消息，则把消息放在消息队列中然后立即返回。
（3）如果不属于同一线程，使用SendMessage传递消息，则切换到新线程中并调用窗口函数。
在该窗口函数结束之前，SendMessage不会返回。
（4）PostMessage立刻返回，消息则被放到另一线程的消息队列中。
当我send一个消息给另一线程掌握的窗口时，系统必须做一次context switch，切换到另一线程去，调用该窗口函数，然后再做一次contex t switch切换回来，相对一般的函数调用而言，期间的额外负担较大。
如果在MDI中，为每个子窗口分配一个线程，那么该子窗口的所有资源——包括画刷，DC，调色板等等都属于线程的资源。
此时为线程做context switch时会代价很大。