3.3 CRT库中的多线程函数
CRT库的全称是C Run-time Libraries，即C运行时库，包含了C常用的函数（如printf、malloc、strcpy等），为运行main做了初始化环境变量、堆、IO等资源，并在结束后清理。在Windows环境下，VC2017提供的 C Run-time Libraries分为动态运行时库、静态运行时库、调试版本（Debug）、发行版本（Release）等，它们都是支持多线程的，以前老的VC版本还有单线程版本CRT，现在单线程版本CRT已经淘汰了。我们可以在IDE工程属性中进行设置，选择不同版本的CRT，比如打开工程属性对话框，然后在左边选择“C/C++”→“代码生成”，在右边的“运行库”旁边可以选择不同的CRT库，如图3-17所示。
图3-17
其中，/MT表示多线程静态链接的Release版本的CRT库，在LIBCMT.LIB中实现。/MTd表示多线程静态链接的Debug版本的CRT库，在LIBCMTD.LIB中实现。/MD表示多线程DLL的Release版本的CRT库，在MSVCRT.LIB中实现。/MDd表示多线程DLL的Debug版本的CRT库，在MSCVRTD.LIB中实现。通常这里保持默认即可。
CRT库中提供了创建线程和结束线程的函数，比如创建线程函数_beginthread和_beginthreadex、结束线程函数_endthread和_endthreadex。_beginthread和_endthread对应使用，_beginthreadex和_endthreadex对应使用。前面Win32 API函数CreateThread创建的线程中不应使用CRT库中的函数，现在_beginthread和_beginthreadex创建的线程则可以使用CRT库函数。其实，在_beginthread和_beginthreadex内部都调用了API函数CreateThread，但在调用该API函数前做了很多初始化工作，在调用后又做了不少检查工作，这使得线程能更好地支持CRT库函数。函数_endthread和_endthreadex的内部其实调用了API函数ExitThread，但它们还做了许多善后工作。
如果要在控制台程序下使用CRT中的线程函数，就要包括头文件process.h。
函数_beginthread声明如下：
uintptr_t _beginthread( void( *start_address )( void * ), unsigned stack_size,
void *arglist );
其中，参数start_address是线程函数的起始地址，该线程函数的调用约定必须是__cdecl或__clrcall（用于托管）；stack_size是线程的堆栈大小，如果为零，就使用系统默认值；arglist指向传给线程函数参数的指针。函数如果成功就返回线程句柄（根据平台不同，uintptr_t可能为unsigned integer或unsigned __int64），如果失败就返回-1。需要注意的是，如果创建的线程很快退出了，则_beginthread可能返回一个无效句柄。
_beginthread创建的线程可以用函数_endthread来结束，该函数声明如下：
void _endthread();
如果在线程函数中使用_endthread，该函数后面的代码将得不到执行。此外，当线程函数返回的时候系统也会自动调用_endthread，并且_endthread会自动关闭线程句柄。正因为这个原因，我们不需要再去显式调用CloseHandle函数来关闭线程句柄，而且也不应该在主线程中使用等待函数（比如WaitForSingleObject）来等待子线程句柄的方式去判断子线程是否结束，比如如下代码可能会出现句柄无效的异常报错：
WaitForSingleObject((HANDLE)ghThread1, INFINITE); //等待子线程退出
CloseHandle((HANDLE)ghThread1);//关闭线程句柄
单步调式时很容易报错，如图3-18所示。
图3-18
正确的方式是如果要等待_beginthread创建的线程结束，就可以使用同步对象，比如事件等，后面的例子我们会演示。
函数_beginthreadex比_beginthread功能强大一些，并且更安全些，声明如下：
uintptr_t _beginthreadex(void *security, unsigned stack_size, unsigned
( *start_address )( void * ),void *arglist, unsigned initflag, unsigned *thrdaddr );
其中，参数security表示线程的安全描述符；stack_size是线程的堆栈大小，如果为零，就使用系统默认值；start_address是线程函数的起始地址，该线程函数的调用约定必须是__stdcall或__clrcall（用于托管）；arglist指向传给线程函数参数的指针；initflag用于指示线程创建后是否立即执行，0表示立即执行，CREATE_SUSPENDED表示创建后挂起；thrdaddr指向一个32位的变量，该变量用来存放线程ID。函数如果成功就返回线程句柄（根据平台不同，uintptr_t可能为unsigned integer或unsigned __int64），如果失败就返回0。
_beginthread相当于_beginthreadex的功能子集，但是使用_beginthread既无法创建带有安全属性的新线程，也无法创建初始能暂停的线程，还无法获得线程ID。
_beginthreadex的功能类似于API函数CreateThread，虽然功能类似，但是推荐使用_beginthreadex，这是因为不少人对CRT函数更熟悉些，所以在线程函数中的某些需求经常会想用CRT函数去解决。前面提到过，在CreateThread创建的线程中使用CRT函数会产生一些内存泄漏。
_beginthreadex创建的线程可以使用函数_endthreadex来结束，如果在线程函数中调用_endthreadex，那么该函数后面的代码将都不会执行。同样，_beginthreadex创建的线程函数返回时，系统会自动调用_endthreadex，但_endthreadex并不会去关闭线程句柄，所以要开发者显式地调用CloseHanlde来关闭线程句柄。因为_endthreadex并不会去关闭线程句柄，所以可以在主线程中使用等待函数（比如WaitForSingleObject）来等待子线程句柄，以此判断子线程是否结束。_beginthreadex函数的使用流程和CreateThread几乎一样。
下面看几个小例子，第一个例子利用_beginthread函数不断创建线程，看最多能创建多少个线程。第二个例子和前面章节类似的卖票程序，用互斥对象来同步_beginthread函数创建的两个线程，这是一个控制台程序，在这个程序中我们要向控制台打印信息，可以直接使用CRT库中的printf函数，因为线程也是CRT库函数_beginthread创建的。
【例3.16】利用_beginthread不断创建线程
（1）新建一个对话框工程。
（2）切换到资源视图，打开对话框编辑器，删除上面所有的控件，然后添加4个按钮和2个静态控件，按钮的标题分别设为“启动”“暂停”“继续”和“结束线程”，一个静态控件的标题设为“已经创建的线程数：”，并把该静态控件放在左上角，然后把另外一个静态控件放在它的右边，并设ID为IDC_THREAD_COUNT。双击“启动”按钮，添加事件处理函数，代码如下：
void CTestDlg::OnBnClickedButton1()
{
// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码
if (_beginthread(threadFunc1, 0, m_hWnd) != -1) //创建线程
GetDlgItem(IDC_BUTTON1)->EnableWindow(FALSE); //按钮变为不可用
if (!ghEvent)
ghEvent = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
}
一旦成功创建线程，按钮就变为不可用。其中，ghEvent是一个事件句柄，是全局变量，定义如下：
HANDLE ghEvent = NULL;
通过这个事件句柄我们将用于等待子线程的退出。threadFunc1是线程函数，并把对话框句柄m_hWnd作为参数传给线程函数。threadFunc1函数的代码如下：
void threadFunc1(void *pArg)
{
HWND hWnd = (HWND)pArg;
g_nCount = 0;
g_bRun = true;
while (g_bRun) //不断地创建新的线程
{
if (_beginthread(threadFunc2, 0, hWnd) == -1)
{
g_bRun = false; //如果创建失败了，就置false，准备退出循环
break;
}
}
::PostMessage(hWnd, WM_SHOW_THREADCOUNT, 1, 0); //发送消息通知，线程结束
SetEvent(ghEvent); //设置事件状态
}
代码很简单，就是不停地在循环中创建线程，一直到失败。需要注意的是，程序结尾用PostMessage ，不要用SendMessage，因为我们后面主线程会等待子线程的结束，等待的时候主线程会挂起，所以如果用SendMessage，SendMessage就会无法返回（因为主线程挂起了），这样子线程和主线程互相等待了。其中，g_nCount和g_bRun都是全局变量，定义如下：
bool g_bRun = false; // 控制循环结束
long g_nCount = 0; //统计所创建的线程个数
WM_SHOW_THREADCOUNT是自定义消息，定义如下：
#define WM_SHOW_THREADCOUNT WM_USER+5
threadFunc2也是线程函数，定义如下：
void threadFunc2(void *pArg)
{
HWND hWnd = (HWND)pArg;
g_nCount++; //线程个数累加
::SendMessage(hWnd, WM_SHOW_THREADCOUNT, 0, g_nCount);//发送消息显示线程个数
while (g_bRun) //如果程序还在创建线程，则每个子线程一直运行
Sleep(1000);
}
threadFunc2线程函数只是把当前已经创建的线程个数通过发送消息去显示。接着添加WM_SHOW_THREADCOUNT的消息处理函数：
LRESULT CTestDlg::OnMyMsg(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
CString str;
if (wParam == 1)
GetDlgItem(IDC_BUTTON1)->EnableWindow(TRUE); //线程准备结束了，则让按钮使能
else
{
str.Format(_T("%d"), g_nCount);
GetDlgItem(IDC_THREAD_COUNT)->SetWindowText(str); //显示线程个数
UpdateData(FALSE);
}
return 0;
}
别忘了添加消息映射：
ON_MESSAGE(WM_SHOW_THREADCOUNT, OnMyMsg)
（3）切换到资源视图，打开对话框编辑器，双击“暂停”按钮，为其添加事件处理函数，代码如下：
void CTestDlg::OnBnClickedButton2()
{
// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码
if (ghThread1)
SuspendThread((HANDLE)ghThread1); //用API函数暂停线程的执行
}
再为“恢复”按钮添加事件处理函数，代码如下：
void CTestDlg::OnBnClickedButton3()
{
// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码
if (ghThread1)
ResumeThread((HANDLE)ghThread1); //用API函数恢复线程的执行
}
再为“结束线程”按钮添加事件处理函数，代码如下：
void CTestDlg::OnBnClickedButton4()
{
// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码
if (!ghThread1)
return;
if (!g_bRun)
return; //如果已经结束就直接返回
g_bRun = false; //设置循环结束变量
WaitForSingleObject(ghEvent, INFINITE); //无限等待事件有信号
CloseHandle(ghEvent); //关闭事件句柄
ghEvent = NULL;
GetDlgItem(IDC_BUTTON1)->EnableWindow();//设置“开启线程”按钮可用
}
（3）保存工程并运行，运行结果如图3-19所示。
图3-19
【例3.17】利用互斥对象同步_beginthread创建的线程
（1）新建一个控制台工程。
（2）打开Test.cpp，在其中输入如下代码：
#include "stdafx.h"
#include "windows.h"
#include "process.h"
#include <clocale>
int gticketId = 10; //记录卖出的车票号
CCriticalSection gcs; // 定义CCriticalSection对象
void threadfunc(LPVOID param)
{
TCHAR chWin;
if (param == 0) chWin = _T('甲'); //甲窗口
else chWin = _T('乙'); //乙窗口
while (1)
{
gcs.
if (gticketId <= 0) //如果车票全部卖出了，则退出循环
{
ReleaseMutex(ghMutex); //释放互斥对象所有权
break;
}
setlocale(LC_ALL, "chs"); //为控制台设置中文环境
_tprintf(_T("%c窗口卖出的车票号 = %d\n"), chWin, gticketId); //打印信息
gticketId--;//车票减少一张
ReleaseMutex(ghMutex); //释放互斥对象所有权
}
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
int i;
uintptr_t h[2];
printf("使用互斥对象同步线程\n");
ghMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, _T("myMutex")); //创建互斥对象
for (i = 0; i < 2; i++)
h[i] = _beginthread(threadfunc, 0,(LPVOID)i); //创建线程
for (i = 0; i < 2; i++)
{
WaitForSingleObject((HANDLE)h[i], INFINITE); //等待线程结束
CloseHandle((HANDLE)h[i]); //关闭线程对象句柄
}
CloseHandle(ghMutex); //关闭互斥对象句柄
printf("卖票结束\n");
return 0;
}
（3）保存工程并运行，运行结果如图3-20所示。
图3-20
【例3.18】_beginthreadex函数的简单示例
（1）新建一个控制台工程。
（2）在Test.cpp中输入如下代码：
#include "pch.h"
#include <tchar.h>
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <process.h>
unsigned gCounter;
unsigned __stdcall ThreadFunc(void* pArguments)
{
while (gCounter < 500000) //不断循环累加
gCounter++;
printf("子线程运行结果:%d\n", gCounter);
return 0;
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
HANDLE hThread;
unsigned threadID;
//创建一个子线程
hThread = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, &ThreadFunc, NULL, 0, &threadID);
WaitForSingleObject(hThread, INFINITE); //等待子线程结束
printf("子线程运行结果应该是 500000;实际结果是%d\n", gCounter); //打印结果
CloseHandle(hThread); //关闭线程句柄，销毁线程对象
return 0;
}
_beginthreadex创建的线程可以使用WaitForSingleObject函数来等待子线程句柄hThread的方式判断子线程释放结束，并且要显式地关闭子线程句柄。
（3）保存工程并运行，运行结果如图3-21所示。
图3-21