Multithreading: Tipps für die Programmierung
Aktualisiert: November 2007
In Multithreadanwendungen müssen Sie beim Zugriff auf Daten größere Vorsicht walten lassen als in Singlethreadanwendungen. Da in Multithreadanwendungen mehrere unabhängige Ausführungspfade gleichzeitig verwendet werden, müssen die Algorithmen, die Daten oder beide darüber informiert sein, dass Daten möglicherweise von mehreren Threads gleichzeitig verwendet werden. In diesem Thema werden die Methoden beschrieben, mit denen potenzielle Probleme bei der Programmierung von Multithreadanwendungen mit Microsoft Foundation Class Library (MFC) vermieden werden können.
Zugriff auf Objekte durch mehrere Threads
Zugriff auf MFC-Objekte durch MFC-fremde Threads
Windows-Handlezuordnungen
Kommunikation zwischen Threads
Zugriff auf Objekte durch mehrere Threads
Aus Gründen der Leistung und des Umfangs sind MFC-Objekte auf Objektebene nicht threadsicher, auf Klassenebene hingegen schon. Dies bedeutet, dass zwei separate Threads zwei unterschiedliche CString-Objekte bearbeiten können, dasselbe CString-Objekt jedoch nicht von zwei Threads bearbeitet werden kann. Wenn es unumgänglich ist, dass mehrere Threads dasselbe Objekt bearbeiten, nutzen Sie die entsprechenden Win32-Synchronisierungsmechanismen (z. B. kritische Abschnitte), um Zugriffe dieser Art sicher zu gestalten. Weitere Informationen über kritische Abschnitte und andere verwandte Objekte finden Sie im Windows SDK unter Synchronization.
In der Klassenbibliothek werden kritische Abschnitte intern zum Schutz globaler Datenstrukturen verwendet. Diese Datenstrukturen werden z. B. von der Debugspeicherreservierung verwendet.
Zugriff auf MFC-Objekte durch MFC-fremde Threads
Wenn Sie mit einer Multithreadanwendung arbeiten, in der ein Thread nicht mithilfe eines CWinThread-Objekts erstellt wird, ist der Zugriff auf andere MFC-Objekte von diesem Thread aus nicht möglich. Wenn Sie also von einem sekundären Thread aus auf ein beliebiges MFC-Objekt zugreifen möchten, müssen Sie zur Erstellung dieses Threads eine der Methoden verwenden, die im Thema Multithreading: Erstellen von Benutzeroberflächenthreads bzw. Multithreading: Erstellen von Arbeitsthreads beschrieben werden. Nur mithilfe dieser Methoden kann die Klassenbibliothek die internen Variablen initialisieren, die zur Behandlung von Multithreadanwendungen erforderlich sind.
Windows-Handlezuordnungen
Grundsätzlich kann ein Thread nur auf die von ihm erstellten MFC-Objekte zugreifen. Der Grund hierfür ist, dass temporäre und permanente Windows-Handlezuordnungen im lokalen Threadspeicher verwaltet werden. Auf diese Weise soll der gleichzeitige Zugriff von mehreren Threads aus verhindert werden. Ein Arbeitsthread kann z. B. keine Berechnung durchführen und anschließend die UpdateAllViews-Memberfunktion eines Dokuments aufrufen, um die Fenster zu ändern, die Ansichten der neuen Daten enthalten. Dies hat keinerlei Auswirkung, da sich die Zuordnung von CWnd-Objekten zu HWNDs lediglich auf den primären Thread bezieht. Dies bedeutet, dass ein bestimmter Thread möglicherweise eine Zuordnung eines Windows-Handles zu einem C++-Objekt aufweist, ein anderer Thread dasselbe Handle jedoch unter Umständen einem anderen C++-Objekt zuordnet. Änderungen, die in einem Thread vorgenommen wurden, werden in einem anderen Thread nicht widergespiegelt.
Es gibt verschiedene Methoden zur Umgehung dieses Problems: Die erste Methode ist die Übergabe eines individuellen Handles (z. B. HWND) an den Arbeitsthread, anstelle von C++-Objekten. Der Arbeitsthread fügt anschließend diese Objekte seiner temporären Zuordnung hinzu, indem er die entsprechende FromHandle-Memberfunktion aufruft. Sie haben auch die Möglichkeit, das Objekt der permanenten Zuordnung des Threads durch Aufruf von Attach hinzuzufügen; dies sollten Sie jedoch nur tun, wenn Sie mit absoluter Sicherheit wissen, dass das Objekt länger als der Thread vorhanden sein wird.
Sie können auch neue benutzerdefinierte Meldungen erstellen, die den unterschiedlichen Aufgaben entsprechen, die von den Arbeitsthreads durchgeführt werden, und diese Meldungen mit ::PostMessage im Hauptfenster der Anwendung bereitstellen. Diese Kommunikationsmethode ist mit dem Informationsaustausch zwischen zwei Anwendungen vergleichbar; der Unterschied besteht darin, dass beide Threads im selben Adressbereich ausgeführt werden.
Weitere Informationen über Handlezuordnungen finden Sie unter Technischer Hinweis 3. Weitere Informationen über den lokalen Threadspeicher finden Sie im Windows SDK unter Thread Local Storage und Using Thread Local Storage.
Kommunikation zwischen Threads
MFC enthält eine Anzahl von Klassen, die es Threads ermöglichen, den Zugriff auf Objekte zu synchronisieren und so die Threadsicherheit aufrechtzuerhalten. Die Verwendung dieser Klassen wird in den Themen Multithreading: Verwendungsweise der Synchronisierungsklassen und Multithreading: Verwendungsmöglichkeiten der Synchronisierungsklassen erläutert. Weitere Informationen über diese Objekte finden Sie im Windows SDK unter Synchronization.