1、線程概述
WinCE是有優(yōu)先級(jí)的多任務(wù)操作系統(tǒng)，它允許重功能、進(jìn)程在相同時(shí)間的系統(tǒng)中運(yùn)行，WinCE支持最大的32位同步進(jìn)程。一個(gè)進(jìn)程包括一個(gè)或多個(gè)線程，每個(gè)線程代表進(jìn)程的一個(gè)獨(dú)立部分，而一個(gè)線程被指定為進(jìn)程的基本線程。
WinCE以搶先方式來調(diào)度線程。線程以“時(shí)間片”為單位來運(yùn)行，WinCE的“時(shí)間片”通常為25毫秒。過來那個(gè)時(shí)間后，如果線程沒有放棄它的時(shí)間片，并且線程并不緊急，系統(tǒng)就會(huì)掛起線程并調(diào)度另一個(gè)線程來運(yùn)行。WinCE將根據(jù)優(yōu)先級(jí)方法來決定要運(yùn)行的線程，高優(yōu)先級(jí)的線程將在低優(yōu)先級(jí)的線程前面調(diào)度。
2、線程API函數(shù)
2.1 創(chuàng)建線程
WinCE提供了CreateThread函數(shù)來創(chuàng)建線程，其聲明如下：
HANDLE CreateThread(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, //線程安全指針，不支持
DWORD dwStackSize, //為自己所使用堆棧分配的地址空間大小，不支持
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, //線程函數(shù)地址
LPVOID lpParameter, //傳入線程函數(shù)的參數(shù)
DWORD dwCreationFlags, //控制線程創(chuàng)建的附加標(biāo)志
LPDWORD lpThreadId//新線程的ID值
);
WinCE不支持lpThreadAttributes和dwStackSize參數(shù)，將它們?cè)O(shè)置成NULL和0即可。lpStartAddress指向線程函數(shù)的地址；lpParameter被傳遞到線程中的參數(shù)；dwCreationFlags線程創(chuàng)建參數(shù)，可以設(shè)置成0或CREATE_SUSPENDED，如果為0，表示線程立即執(zhí)行，如果參數(shù)為CREATE_SUSPENDED，則被創(chuàng)建的線程將處于掛起狀態(tài)，而且必須要調(diào)用ResumeThread函數(shù)將其喚醒。
2.2掛起和恢復(fù)線程
正在運(yùn)行的線程可以被掛起、暫停執(zhí)行。同他使用SuspendThead函數(shù)即可實(shí)現(xiàn)以上功能，該函數(shù)的聲明如下：
DWORD SuspendThread( HANDLE hThread );
參數(shù)hThead代表要掛起線程的句柄。由于SuspendThread函數(shù)的調(diào)用將增加掛起計(jì)數(shù)，因此在實(shí)際調(diào)度線程運(yùn)行之前，對(duì)SuspendThread函數(shù)的多次調(diào)用必須與對(duì)ResumeThread函數(shù)的多次調(diào)用相匹配。ResumeThread函數(shù)的定義
DWORD ResumeThread( HANDLE hThread );
參數(shù)hThead同樣代表要恢復(fù)線程的句柄。
3、線程同步
在使用線程時(shí)，會(huì)經(jīng)常遇到兩個(gè)概念，即線程沖突和線程死鎖。
線程沖突：如果線程A讀寫數(shù)據(jù)G，線程B也正在讀取數(shù)據(jù)G，那么很顯然，該操作將導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突，引起數(shù)據(jù)混亂。這里需要使用同步技術(shù)，以保證線程A和線程B依次讀寫數(shù)據(jù)G，避免數(shù)據(jù)沖突。
線程死鎖：例如A工人為加工III零件在等待B提供的I零件，而B正好在等待應(yīng)由A加工提供的II零件來裝配I零件。由于他們之間再?zèng)]有其他的任何人幫助通信或其他通信手段。所以他們一直在等對(duì)方的零件而進(jìn)入死鎖狀態(tài)。死鎖屬于邏輯錯(cuò)誤，無法通過線程同步來解決。
WinCE實(shí)現(xiàn)線程同步的常用方法：事件（Event）、互斥（Mutex）、信號(hào)量（Semaphore）、臨界區(qū)（CriticalSection）。
3.1 利用事件同步
“事件對(duì)象”是實(shí)現(xiàn)線程同步最基本的方法之一，一個(gè)事件對(duì)象可以處于“已標(biāo)示”和“未標(biāo)示”兩種狀態(tài)，如果將事件對(duì)象設(shè)置為“已標(biāo)示”狀態(tài)，表示可以執(zhí)行同步操作，事件對(duì)象處于“未標(biāo)示”狀態(tài)，則表示需要等待事件對(duì)象變?yōu)?ldquo;已標(biāo)示”狀態(tài)才可以進(jìn)行同步操作。下面介紹利用事件同步所需要的API函數(shù)。
（1）CreateEvent函數(shù)。創(chuàng)建事件對(duì)象函數(shù)CreateEvent，其聲明如下：
HANDLE CreateEvent(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes,//CE不支持，設(shè)為NULL
BOOL bManualReset, //設(shè)置是否手動(dòng)設(shè)置事件對(duì)象狀態(tài)
BOOL bInitialState, //事件對(duì)象初始狀態(tài)
LPTSTR lpName //事件對(duì)象名稱
);
參數(shù)bManualReset表示是否手動(dòng)設(shè)置事件對(duì)象狀態(tài)，當(dāng)其值為TRUE時(shí)，在調(diào)用完等待函數(shù)（WaitForSingObject，WaitForMutipleObject）后，則必須調(diào)用ResetEvent函數(shù)，以設(shè)置事件對(duì)象沒有被標(biāo)示，當(dāng)其值為FALSE時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用完等待函數(shù)，會(huì)自動(dòng)將事件對(duì)象設(shè)置為未標(biāo)示狀態(tài)。
參數(shù)bInitialState表示事件對(duì)象初始狀態(tài)，當(dāng)其值為TRUE是，事件對(duì)象初始化狀態(tài)為已標(biāo)示，當(dāng)其值為FALSE時(shí)，事件對(duì)象初始狀態(tài)為未標(biāo)示。
如果創(chuàng)建事件函數(shù)對(duì)象CreateEvent執(zhí)行成功，將返回事件對(duì)象句柄。若失敗，則返回0，在不用事件句柄時(shí)，需要使用CloseHandle()將其關(guān)閉，以釋放資源。
（2）SetEvent函數(shù)和ResetEvent函數(shù)。函數(shù)SetEvent（）的功能是將事件對(duì)象設(shè)置為已標(biāo)示狀態(tài)。該函數(shù)的聲明如下：
BOOL SetEvent（HANDLE hEvent）;
參數(shù)hEvent表示事件對(duì)象句柄。
函數(shù)ResetEvent函數(shù)功能將事件對(duì)象設(shè)置成未標(biāo)示狀態(tài)，該函數(shù)的聲明如下：
BOOL ResetEvent（HANDLE hEvent）;
(3) 使用事件同步的一般使用流程
通常情況，在主線程中，用戶利用CreateEvent函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)事件對(duì)象，并且將參數(shù)bManualReset設(shè)為FALSE，參數(shù)bInitialState也設(shè)為FALSE，此時(shí)事件對(duì)象狀態(tài)未標(biāo)示。然后在線程里通過WaitForSingleObject函數(shù)來等待事件被標(biāo)示。此時(shí)，只要在主線程中調(diào)用SetEvent函數(shù)，將事件對(duì)象設(shè)置成已標(biāo)示。那么線程里的WaitForSingleObject函數(shù)便會(huì)返回，繼續(xù)執(zhí)行，同時(shí)將事件對(duì)象狀態(tài)設(shè)置成未標(biāo)示。
3.2 利用互斥同步
互斥同步類似于事件對(duì)象同步。互斥同步也將創(chuàng)建一個(gè)互斥對(duì)象，該互斥對(duì)象也有“被線程擁有”和“不被線程擁有”兩種狀態(tài)；當(dāng)互斥對(duì)象處于“不被線程擁有”狀態(tài)，表示可以執(zhí)行相關(guān)操作；當(dāng)互斥對(duì)象處于“被線程擁有”狀態(tài)，表示此時(shí)不可以執(zhí)行相關(guān)操作。通過等待函數(shù)請(qǐng)求互斥對(duì)象實(shí)現(xiàn)同步。
（1）CreateMutex函數(shù)。通過CreateMutex函數(shù)創(chuàng)建互斥對(duì)象，該函數(shù)定義如下：
HANDLE CreateMutex(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes, //CE不支持
BOOL bInitialOwner, //初始化擁有狀態(tài)，TRUE表示擁有，F(xiàn)ALSE表示未被擁有
LPCTSTR lpName //互斥名稱
);
如果創(chuàng)建互斥函數(shù)對(duì)象CreateMutex執(zhí)行成功，將返回互斥對(duì)象句柄。若失敗，則返回ERROR_INVALID_HANDLE，在不用互斥句柄時(shí)，需要使用CloseHandle()將其關(guān)閉，以釋放資源。
（2）ReleaseMutex函數(shù)。在使用等待函數(shù)請(qǐng)求互斥對(duì)象時(shí)，如果請(qǐng)求到互斥對(duì)象的擁有權(quán)，則等待函數(shù)將自動(dòng)設(shè)置互斥對(duì)象狀態(tài)為“未被擁有”。ReleaseMutex函數(shù)負(fù)責(zé)釋放某個(gè)線程對(duì)象互斥對(duì)象的擁有權(quán)，也就是將互斥對(duì)象設(shè)置為“未被線程擁有”狀態(tài)。ReleaseMutex函數(shù)定義如下：
BOOL ReleaseMutex（ HANDLE hHandle）；hHandle表示互斥對(duì)象句柄；
（3）利用互斥同步的一般使用流程
利用互斥同步的一般使用流程是：首先利用CreateMutex函數(shù)創(chuàng)建互斥對(duì)象，并將CreateMutex中的參數(shù)bInitialOwer設(shè)置為FALSE，使互斥對(duì)象處于“未被線程擁有”狀態(tài)。然后利用WaitForObject等待互斥對(duì)象，執(zhí)行相關(guān)操作。處理完成后，利用ReleaseMutex函數(shù)釋放線程對(duì)互斥對(duì)象的擁有權(quán)。當(dāng)所有線程執(zhí)行完畢后，需要使用CloseHandle()將其關(guān)閉。
3.3 利用臨界區(qū)同步
“臨界區(qū)”是進(jìn)行線程同步的另一種方法，它能夠阻止兩個(gè)或多個(gè)不同的線程在同一時(shí)間內(nèi)訪問同一個(gè)代碼區(qū)域。它通過調(diào)用 EnterCriticalSection函數(shù)來指出已經(jīng)進(jìn)入代碼的臨界區(qū)，如果另一線程也調(diào)用了EnterCritialSection函數(shù)，并且參數(shù)指向同一臨界區(qū)對(duì)象，那么另一線程將阻塞，直到第一個(gè)線程調(diào)用了LeaveCriticalSection函數(shù)離開臨界區(qū)為止。
臨界區(qū)同步所需要的API函數(shù)：
(1) InitializeCriticalSection函數(shù)。如果要使用臨界區(qū)，首先要使用InitializeCriticalSection函數(shù)創(chuàng)建臨界區(qū)，該函數(shù)定義如下：
void InitializeCriticalSection( LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection );
（2） DeleteCriticalSection 函數(shù)，當(dāng)結(jié)束使用臨界區(qū)對(duì)象時(shí)，必須調(diào)用DeleteCriticalSection 函數(shù)釋放臨界區(qū)對(duì)象所占有的資源。該函數(shù)定義如下：
void DeleteCriticalSection( LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection );
（3）EnterCriticalSection函數(shù)，在創(chuàng)建了臨界區(qū)對(duì)象后，需要調(diào)用EnterCriticalSection函數(shù)進(jìn)入臨界區(qū)，以保護(hù)代碼，該函數(shù)定義如下：
void EnterCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);
如果臨界區(qū)對(duì)象已經(jīng)屬于另一個(gè)線程，那么此函數(shù)將阻塞直到另一線程離開臨界區(qū)才返回。
（4）LeaveCriticalSection函數(shù)。如果要離開臨界區(qū)，只需要調(diào)用LeaveCriticalSection函數(shù)即可。該函數(shù)定義如下：
void LeaveCriticalSection(LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);
3.4 利用信號(hào)量同步
信號(hào)量是建立在互斥基礎(chǔ)上，并增加了資源計(jì)數(shù)的功能。它允許預(yù)定數(shù)目的線程同時(shí)進(jìn)入要同步的代碼。通過設(shè)置信號(hào)量計(jì)數(shù)為1，只允許一個(gè)線程同時(shí)訪問同步代碼，而實(shí)現(xiàn)線程同步。信號(hào)量同步所需要的API函數(shù)：
（1） CreateSemaphore函數(shù)。在使用信號(hào)量實(shí)現(xiàn)同步時(shí)，需要調(diào)用CreateSemaphore函數(shù)創(chuàng)建信號(hào)量對(duì)象。該函數(shù)定義如下：
HANDLE CreateSemaphore(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSemaphoreAttributes, //CE不支持
LONG lInitialCount, //信號(hào)量初始化計(jì)數(shù)值
LONG lMaximumCount, //信號(hào)量計(jì)數(shù)最大值
LPCTSTR lpName //信號(hào)量對(duì)象名稱
);
如創(chuàng)建信號(hào)量成功，函數(shù)返回信號(hào)量對(duì)象句柄，否則返回NULL值。
（2）ReleaseSemaphore函數(shù)。在使用等待函數(shù)請(qǐng)求信號(hào)量時(shí)，等待函數(shù)自動(dòng)給信號(hào)量計(jì)數(shù)減1，那么當(dāng)計(jì)數(shù)減到0時(shí)，信號(hào)量對(duì)象將不能被請(qǐng)求。ReleaseSemaphore函數(shù)負(fù)責(zé)給信號(hào)量計(jì)數(shù)加值，使信號(hào)量可以被請(qǐng)求。此函數(shù)定義如下：
BOOL ReleaseSemaphore(
HANDLE hSemaphore, //信號(hào)量句柄
LONG lReleaseCount, //信號(hào)量計(jì)數(shù)增加的值
LPLONG lpPreviousCount //輸出量，表示上一次信號(hào)量計(jì)數(shù)
);
3.5 利用互鎖函數(shù)可對(duì)變量和指針進(jìn)行原子的讀/寫操作。因?yàn)樗鼈儾恍枰~外的同步對(duì)象，所以有時(shí)這些互鎖函數(shù)特別有用。Windows ce提供的互鎖函數(shù)有：
InterlockedIncrement //把一個(gè)變量的值加1
InterlockedDecrement
InterlockedExchange //交換兩個(gè)變量的值
InterlockedTestExchange //根據(jù)條件交換變量的值
InterlockedCompareExchange //根據(jù)比較原子交換
InterlockedCompareExchangePointer //根據(jù)比較原子交換指針
InterlockedExchangePointer //交換兩個(gè)指針的值
InterlockedExchangeAdd //給某個(gè)變量嗇某個(gè)特定值