线程间通信：实现多线程同步与通信

本文主要探讨了多线程编程中的线程间通信问题，涉及C++语言，适合面试和笔试场景，特别关注了线程安全和数据同步。 在多线程编程中，线程间通讯是确保程序正确运行的关键。当多个线程需要共享数据或者协调工作时，必须通过某种机制来实现数据的传递和状态的同步。在这个场景下，有几种常见的线程间通信方式，包括信号量（Semaphore）、互斥量（Mutex）、条件变量（Condition Variable）以及使用消息队列等。 1. **信号量**：信号量是一种同步原语，可以用来限制对共享资源的访问数量。当一个线程访问资源时，会降低信号量的值，其他线程则需要等待信号量的值大于零才能访问。它可以用于解决生产者消费者问题，控制多个线程的并发访问。 2. **互斥量**：互斥量是另一种同步工具，它提供了一种独占访问资源的方法。一个互斥量在任何时刻只能被一个线程持有，其他试图获取该互斥量的线程会被阻塞，直到互斥量被释放。互斥量通常用于保护临界区，防止数据竞争。 3. **条件变量**：条件变量允许线程等待某个特定条件变为真，而不会浪费CPU资源。当条件满足时，线程会被唤醒。这种机制常与互斥量一起使用，用于线程的休眠和唤醒。 4. **消息队列**：在Windows系统中，线程间通信常常使用消息队列，线程可以通过发送和接收消息来传递数据和控制信息。如示例代码中提到的`WM_DISPLAY`消息，就是线程间通信的一种方式。 示例代码中展示了如何在MFC环境下使用线程通信。`CMultiThread7Dlg`类继承自`CDialog`，其中包含了一个成员变量`nAddend`，这个变量在不同线程之间需要进行通信。`OnRadio1`、`OnRadio2`和`OnRadio3`函数分别根据用户在对话框中选择的单选按钮改变`nAddend`的值，这涉及到UI线程和计算线程之间的通信。 在`OnInitDialog`中，设置默认选中的单选按钮并初始化`nAddend`。当用户更改选择时，会触发相应的`OnRadioX`函数，更新`nAddend`。`CCalculateThread`可能是一个用于后台计算的线程，它需要知道`nAddend`的值来进行计算，因此需要一种机制（可能是消息队列或互斥量）来确保在读取`nAddend`时数据是正确的。 此外，`WM_CALCULATE`消息可能是用来通知计算线程开始执行计算，而`WM_DISPLAY`消息用于将结果显示回用户界面。这种模式下，UI线程通过发送消息来调度后台线程的工作，并接收完成后的结果，实现了线程间的异步通信。 总结起来，多线程编程中的线程间通信是通过各种同步机制来保证数据的一致性和程序的正确性。在实际开发中，我们需要根据具体需求选择合适的通信方式，并且要注意避免死锁、活锁和饥饿等问题。