在Win 32(95/NT)中，每一個進程可以同時執(zhí)行多個線程，這意味著一個程序可以同時完成多個任務(wù)。對于象通信程序這樣既要進行耗時的工作，又要保持對用戶輸入響應(yīng)的應(yīng)用來說，使用多線程是最佳選擇。當(dāng)進程使用多個線程時，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀３志€程間的同步。

　　利用Win 32的重疊I/O操作和多線程特性，程序員可以編寫出高效的通信程序。在這一講的最后將通過一個簡單的串行通信程序，向讀者演示多線程和重疊I/O的編程技術(shù)。

1.1 Windows 3.x的協(xié)同多任務(wù)

在16位的Windows 3.x中，應(yīng)用程序具有對CPU的控制權(quán)。只有在調(diào)用了GetMessage、PeekMessage、WaitMessage或Yield后，程序才有可能把CPU控制權(quán)交給系統(tǒng)，系統(tǒng)再把控制權(quán)轉(zhuǎn)交給別的應(yīng)用程序。如果應(yīng)用程序在長時間內(nèi)無法調(diào)用上述四個函數(shù)之一，那么程序就一直獨占CPU，系統(tǒng)會被掛起而無法接受用戶的輸入。

　　因此，在設(shè)計16位的應(yīng)用程序時，程序員必須合理地設(shè)計消息處理函數(shù)，以使程序能夠盡快返回到消息循環(huán)中。如果程序需要進行費時的操作，那么必須保證程序在進行操作時能周期性的調(diào)用上述四個函數(shù)中的一個。

　　在Windows 3.x環(huán)境下，要想設(shè)計一個既能執(zhí)行實時的后臺工作（如對通信端口的實時監(jiān)測和讀寫），又能保證所有界面響應(yīng)用戶輸入的單獨的應(yīng)用程序幾乎是不可能的。

有人可能會想到用CWinApp::OnIdle函數(shù)來執(zhí)行后臺工作，因為該函數(shù)是程序主消息循環(huán)在空閑時調(diào)用的。但OnIdle的執(zhí)行并不可靠，例如，如果用戶在程序中打開了一個菜單或模態(tài)對話框，那么OnIdle將停止調(diào)用，因為此時程序不能返回到主消息循環(huán)中！在實時任務(wù)代碼中調(diào)用 PeekMessage也會遇到同樣的問題，除非程序能保證用戶不會選擇菜單或彈出模態(tài)對話框，否則程序?qū)⒉荒芊祷氐絇eekMessage的調(diào)用處，這將導(dǎo)致后臺實時處理的中斷。

　　折衷的辦法是在執(zhí)行長期工作時彈出一個非模態(tài)對話框并禁止主窗口，在消息循環(huán)內(nèi)分批執(zhí)行后臺操作。對話框中可以顯示工作的進度，也可以包含一個取消按鈕以讓用戶有機會中斷一個長期的工作。典型的代碼如清單12.1所示。這樣做既可以保證工作實時進行，又可以使程序能有限地響應(yīng)用戶輸入，但此時程序?qū)嶋H上已不能再為用戶干別的事情了。

1.2 Windows 95/NT的搶先式多任務(wù)

　　在32位的Windows系統(tǒng)中，采用的是搶先式多任務(wù)，這意味著程序?qū)PU的占用時間是由系統(tǒng)決定的。系統(tǒng)為每個程序分配一定的CPU時間，當(dāng)程序的運行超過規(guī)定時間后，系統(tǒng)就會中斷該程序并把CPU控制權(quán)轉(zhuǎn)交給別的程序。與協(xié)同式多任務(wù)不同，這種中斷是匯編語言級的。程序不必調(diào)用象 PeekMessage這樣的函數(shù)來放棄對CPU的控制權(quán)，就可以進行費時的工作，而且不會導(dǎo)致系統(tǒng)的掛起。
　　例如，在Windows3.x 中，如果某一個應(yīng)用程序陷入了死循環(huán)，那么整個系統(tǒng)都會癱瘓，這時唯一的解決辦法就是重新啟動機器。而在Windows 95/NT中，一個程序的崩潰一般不會造成死機，其它程序仍然可以運行，用戶可以按Ctrl+Alt+Del鍵來打開任務(wù)列表并關(guān)閉沒有響應(yīng)的程序。
1.3 進程與線程

　　在32位的Windows系統(tǒng)中，術(shù)語多任務(wù)是指系統(tǒng)可以同時運行多個進程，而每個進程也可以同時執(zhí)行多個線程。
　　進程就是應(yīng)用程序的運行實例。每個進程都有自己私有的虛擬地址空間。每個進程都有一個主線程，但可以建立另外的線程。進程中的線程是并行執(zhí)行的，每個線程占用CPU的時間由系統(tǒng)來劃分。
　　可以把線程看成是操作系統(tǒng)分配CPU時間的基本實體。系統(tǒng)不停地在各個線程之間切換，它對線程的中斷是匯編語言級的。系統(tǒng)為每一個線程分配一個CPU時間片，某個線程只有在分配的時間片內(nèi)才有對CPU的控制權(quán)。實際上，在PC機中，同一時間只有一個線程在運行。由于系統(tǒng)為每個線程劃分的時間片很?。?0 毫秒左右），所以看上去好象是多個線程在同時運行。
　　進程中的所有線程共享進程的虛擬地址空間，這意味著所有線程都可以訪問進程的全局變量和資源。這一方面為編程帶來了方便，但另一方面也容易造成沖突。
　　雖然在進程中進行費時的工作不會導(dǎo)致系統(tǒng)的掛起，但這會導(dǎo)致進程本身的掛起。所以，如果進程既要進行長期的工作，又要響應(yīng)用戶的輸入，那么它可以啟動一個線程來專門負責(zé)費時的工作，而主線程仍然可以與用戶進行交互。
1.4 線程的創(chuàng)建和終止

　　線程分用戶界面線程和工作者線程兩種。用戶界面線程擁有自己的消息泵來處理界面消息，可以與用戶進行交互。工作者線程沒有消息泵，一般用來完成后臺工作。

　　MFC應(yīng)用程序的線程由對象CWinThread表示。在多數(shù)情況下，程序不需要自己創(chuàng)建CWinThread對象。調(diào)用AfxBeginThread函數(shù)時會自動創(chuàng)建一個CWinThread對象。

例如，清單12.2中的代碼演示了工作者線程的創(chuàng)建。AfxBeginThread函數(shù)負責(zé)創(chuàng)建新線程，它的第一個參數(shù)是代表線程的函數(shù)的地址，在本例中是MyThreadProc。第二個參數(shù)是傳遞給線程函數(shù)的參數(shù)，這里假定線程要用到CMyObject對象，所以把pNewObject指針傳給了新線程。線程函數(shù)MyThreadProc用來執(zhí)行線程，請注意該函數(shù)的聲明。線程函數(shù)有一個32位的pParam參數(shù)可用來接收必要的參數(shù)。

AfxBeginThread的聲明為：
CWinThread* AfxBeginThread( AFX_THREADPROC pfnThreadProc, LPVOID pParam, int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL, UINT nStackSize = 0, DWORD dwCreateFlags = 0, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL );

參數(shù)pfnThreadProc是工作線程函數(shù)的地址。pParam是傳遞給線程函數(shù)的參數(shù)。nPriority 是線程的優(yōu)先級，一般是THREAD_PRIORITY_NORMAL，若為0，則使用創(chuàng)建線程的優(yōu)先級。nStackSize說明了線程的堆棧尺寸，若為0則堆棧尺寸與創(chuàng)建線程相同。dwCreateFlags指定了線程的初始狀態(tài)，如果為0，那么線程在創(chuàng)建后立即執(zhí)行，如果為 CREATE_SUSPENDED，則線程在創(chuàng)建后就被掛起。參數(shù)lpSecurityAttrs用來說明保密屬性，一般為0。函數(shù)返回新建的 CWinThread對象的指針。

　　程序應(yīng)該把AfxBeginThread 返回的CWinThread指針保存起來，以便對創(chuàng)建的線程進行控制。例如，可以調(diào)用CWinThread::SetThreadPriority來設(shè)置線程的優(yōu)先級，用CWinThread::SuspendThread來掛起線程。如果線程被掛起，那么直到調(diào)用CWinThread:: ResumeThread后線程才開始運行。

　　如果要創(chuàng)建用戶界面線程，那么必須從CWinThread派生一個新類。事實上，代表進程主線程的CWinApp類就是CWinThread的派生類。派生類必須用 DECLARE_DYNCREATE和IMPLEMENT_DYNCREATE宏來聲明和實現(xiàn)。需要重寫派生類的InitInstance、 ExitInstance、Run等函數(shù)。

　　可以使用AfxBeginThread函數(shù)的另一個版本來創(chuàng)建用戶界面線程。函數(shù)的聲明為：

CWinThread* AfxBeginThread( CRuntimeClass* pThreadClass, int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL, UINT nStackSize = 0, DWORD dwCreateFlags = 0, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttrs = NULL );

　　參數(shù)pThreadClass指向一個CRuntimeClass對象，該對象是用RUNTIME_CLASS宏從CWinThread的派生類創(chuàng)建的。其它參數(shù)以及函數(shù)的返回值與第一個版本的AfxBeginThread是一樣的。
   當(dāng)發(fā)生下列事件之一時，線程被終止：
線程調(diào)用ExitThread。
線程函數(shù)返回，即線程隱含調(diào)用了ExitThread。
ExitProcess被進程的任一線程顯示或隱含調(diào)用。
用線程的句柄調(diào)用TerminateThread。
用進程句柄調(diào)用TerminateProcess。

2 線程的同步

多線程的使用會產(chǎn)生一些新的問題，主要是如何保證線程的同步執(zhí)行。多線程應(yīng)用程序需要使用同步對象和等待函數(shù)來實現(xiàn)同步。

12.2.1 為什么需要同步

由于同一進程的所有線程共享進程的虛擬地址空間，并且線程的中斷是匯編語言級的，所以可能會發(fā)生兩個線程同時訪問同一個對象（包括全局變量、共享資源、 API函數(shù)和MFC對象等）的情況，這有可能導(dǎo)致程序錯誤。例如，如果一個線程在未完成對某一大尺寸全局變量的讀操作時，另一個線程又對該變量進行了寫操作，那么第一個線程讀入的變量值可能是一種修改過程中的不穩(wěn)定值。

　　屬于不同進程的線程在同時訪問同一內(nèi)存區(qū)域或共享資源時，也會存在同樣的問題。

　　因此，在多線程應(yīng)用程序中，常常需要采取一些措施來同步線程的執(zhí)行。需要同步的情況包括以下幾種：

在多個線程同時訪問同一對象時，可能產(chǎn)生錯誤。例如，如果當(dāng)一個線程正在讀取一個至關(guān)重要的共享緩沖區(qū)時，另一個線程向該緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)，那么程序的運行結(jié)果就可能出錯。程序應(yīng)該盡量避免多個線程同時訪問同一個緩沖區(qū)或系統(tǒng)資源。

在Windows 95環(huán)境下編寫多線程應(yīng)用程序還需要考慮重入問題。Windows NT是真正的32位操作系統(tǒng)，它解決了系統(tǒng)重入問題。而Windows 95由于繼承了Windows 3.x的部分16位代碼，沒能夠解決重入問題。這意味著在Windows 95中兩個線程不能同時執(zhí)行某個系統(tǒng)功能，否則有可能造成程序錯誤，甚至?xí)斐上到y(tǒng)崩潰。應(yīng)用程序應(yīng)該盡量避免發(fā)生兩個以上的線程同時調(diào)用同一個 Windows API函數(shù)的情況。

由于大小和性能方面的原因，MFC對象在對象級不是線程安全的，只有在類級才是。也就是說，兩個線程可以安全地使用兩個不同的CString對象，但同時使用同一個CString對象就可能產(chǎn)生問題。如果必須使用同一個對象，那么應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)耐酱胧?/p>

多個線程之間需要協(xié)調(diào)運行。例如，如果第二個線程需要等待第一個線程完成到某一步時才能運行，那么該線程應(yīng)該暫時掛起以減少對CPU的占用時間，提高程序的執(zhí)行效率。當(dāng)?shù)谝粋€線程完成了相應(yīng)的步驟后，應(yīng)該發(fā)出某種信號來激活第二個線程。

12.2.2 等待函數(shù)

Win32 API提供了一組能使線程阻塞其自身執(zhí)行的等待函數(shù)。這些函數(shù)只有在作為其參數(shù)的一個或多個同步對象(見下小節(jié))產(chǎn)生信號時才會返回。在超過規(guī)定的等待時間后，不管有無信號，函數(shù)也都會返回。在等待函數(shù)未返回時，線程處于等待狀態(tài)，此時線程只消耗很少的CPU時間。

　　使用等待函數(shù)即可以保證線程的同步，又可以提高程序的運行效率。最常用的等待函數(shù)是WaitForSingleObject，該函數(shù)的聲明為：

DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds);

　　參數(shù)hHandle是同步對象的句柄。參數(shù)dwMilliseconds是以毫秒為單位的超時間隔，如果該參數(shù)為0，那么函數(shù)就測試同步對象的狀態(tài)并立即返回，如果該參數(shù)為INFINITE，則超時間隔是無限的。函數(shù)的返回值在表12.1中列出。

函數(shù)WaitForMultipleObjects可以同時監(jiān)測多個同步對象，該函數(shù)的聲明為：

DWORD WaitForMultipleObjects(DWORD nCount, CONST HANDLE *lpHandles, BOOL bWaitAll, DWORD dwMilliseconds );

參數(shù)nCount是句柄數(shù)組中句柄的數(shù)目。lpHandles代表一個句柄數(shù)組。bWaitAll說明了等待類型，如果為TRUE，那么函數(shù)在所有對象都有信號后才返回，如果為FALSE，則只要有一個對象變成有信號的，函數(shù)就返回。函數(shù)的返回值在表12.2中列出。參數(shù)dwMilliseconds是以毫秒為單位的超時間隔，如果該參數(shù)為0，那么函數(shù)就測試同步對象的狀態(tài)并立即返回，如果該參數(shù)為INFINITE，則超時間隔是無限的。

12.2.3 同步對象

　　同步對象用來協(xié)調(diào)多線程的執(zhí)行，它可以被多個線程共享。線程的等待函數(shù)用同步對象的句柄作為參數(shù)，同步對象應(yīng)該是所有要使用的線程都能訪問到的。同步對象的狀態(tài)要么是有信號的，要么是無信號的。同步對象主要有三種：事件、mutex和信號燈。

　　事件對象(Event)是最簡單的同步對象，它包括有信號和無信號兩種狀態(tài)。在線程訪問某一資源之前，也許需要等待某一事件的發(fā)生，這時用事件對象最合適。例如，只有在通信端口緩沖區(qū)收到數(shù)據(jù)后，監(jiān)視線程才被激活。

事件對象是用CreateEvent函數(shù)建立的。該函數(shù)可以指定事件對象的種類和事件的初始狀態(tài)。如果是手工重置事件，那么它總是保持有信號狀態(tài)，直到用ResetEvent函數(shù)重置成無信號的事件。如果是自動重置事件，那么它的狀態(tài)在單個等待線程釋放后會自動變?yōu)闊o信號的。用SetEvent可以把事件對象設(shè)置成有信號狀態(tài)。在建立事件時，可以為對象起個名字，這樣其它進程中的線程可以用OpenEvent函數(shù)打開指定名字的事件對象句柄。

　　mutex對象的狀態(tài)在它不被任何線程擁有時是有信號的，而當(dāng)它被擁有時則是無信號的。mutex對象很適合用來協(xié)調(diào)多個線程對共享資源的互斥訪問(mutually exclusive)。

線程用CreateMutex函數(shù)來建立mutex對象，在建立mutex時，可以為對象起個名字，這樣其它進程中的線程可以用OpenMutex函數(shù)打開指定名字的mutex對象句柄。在完成對共享資源的訪問后，線程可以調(diào)用ReleaseMutex來釋放mutex，以便讓別的線程能訪問共享資源。如果線程終止而不釋放mutex，則認(rèn)為該mutex被廢棄。

　　信號燈對象維護一個從0開始的計數(shù)，在計數(shù)值大于0時對象是有信號的，而在計數(shù)值為0時則是無信號的。信號燈對象可用來限制對共享資源進行訪問的線程數(shù)量。線程用 CreateSemaphore函數(shù)來建立信號燈對象，在調(diào)用該函數(shù)時，可以指定對象的初始計數(shù)和最大計數(shù)。在建立信號燈時也可以為對象起個名字，別的進程中的線程可以用OpenSemaphore函數(shù)打開指定名字的信號燈句柄。

　　一般把信號燈的初始計數(shù)設(shè)置成最大值。每次當(dāng)信號燈有信號使等待函數(shù)返回時，信號燈計數(shù)就會減1，而調(diào)用ReleaseSemaphore可以增加信號燈的計數(shù)。計數(shù)值越小就表明訪問共享資源的程序越多。

　　除了上述三種同步對象外，表12.3中的對象也可用于同步。另外，有時可以用文件或通信設(shè)備作為同步對象使用。

　　當(dāng)對象不再使用時，應(yīng)該用CloseHandle函數(shù)關(guān)閉對象句柄。

清單12.3是一個使用事件對象的簡單例子，在該例中，假設(shè)主線程要讀取共享緩沖區(qū)中的內(nèi)容，而輔助線程負責(zé)向緩沖區(qū)中寫入數(shù)據(jù)。兩個線程使用了一個 hEvent事件對象來同步。在用CreateEvent函數(shù)創(chuàng)建事件對象句柄時，指定該對象是一個自動重置事件，其初始狀態(tài)為有信號的。當(dāng)線程要讀寫緩沖區(qū)時，調(diào)用WaitForSingleObject函數(shù)無限等待hEvent信號。如果hEvent無信號，則說明另一線程正在訪問緩沖區(qū)；如果有信號，則本線程可以訪問緩沖區(qū)，WaitForSingleObject函數(shù)在返回后會自動把hEvent置成無信號的，這樣在本線程讀寫緩沖區(qū)時別的線程不會同時訪問。在完成讀寫操作后，調(diào)用SetEvent函數(shù)把hEvent置成有信號的，以使別的線程有機會訪問共享緩沖區(qū)。

12.2.4 關(guān)鍵節(jié)和互鎖變量訪問

　　關(guān)鍵節(jié)(Critical Seciton)與mutex的功能類似，但它只能由同一進程中的線程使用。關(guān)鍵節(jié)可以防止共享資源被同時訪問。

進程負責(zé)為關(guān)鍵節(jié)分配內(nèi)存空間，關(guān)鍵節(jié)實際上是一個CRITICAL_SECTION型的變量，它一次只能被一個線程擁有。在線程使用關(guān)鍵節(jié)之前，必須調(diào)用InitializeCriticalSection函數(shù)將其初始化。如果線程中有一段關(guān)鍵的代碼不希望被別的線程中斷，那么可以調(diào)用 EnterCriticalSection函數(shù)來申請關(guān)鍵節(jié)的所有權(quán)，在運行完關(guān)鍵代碼后再用LeaveCriticalSection函數(shù)來釋放所有權(quán)。如果在調(diào)用EnterCriticalSection時關(guān)鍵節(jié)對象已被另一個線程擁有，那么該函數(shù)將無限期等待所有權(quán)。

利用互鎖變量可以建立簡單有效的同步機制。使用函數(shù)InterlockedIncrement和InterlockedDecrement可以增加或減少多個線程共享的一個32位變量的值，并且可以檢查結(jié)果是否為0。線程不必擔(dān)心會被其它線程中斷而導(dǎo)致錯誤。如果變量位于共享內(nèi)存中，那么不同進程中的線程也可以使用這種機制。

3 串行通信與重疊I/O

Win 32系統(tǒng)為串行通信提供了全新的服務(wù)。傳統(tǒng)的OpenComm、ReadComm、WriteComm、CloseComm等函數(shù)已經(jīng)過時，WM_COMMNOTIFY消息也消失了。取而代之的是文件I/O函數(shù)提供的打開和關(guān)閉通信資源句柄及讀寫操作的基本接口。

　　新的文件I/O函數(shù)(CreateFile、ReadFile、WriteFile等)支持重疊式輸入輸出，這使得線程可以從費時的I/O操作中解放出來，從而極大地提高了程序的運行效率。

12.3.1 串行口的打開和關(guān)閉

　　Win 32系統(tǒng)把文件的概念進行了擴展。無論是文件、通信設(shè)備、命名管道、郵件槽、磁盤、還是控制臺，都是用API函數(shù)CreateFile來打開或創(chuàng)建的。該函數(shù)的聲明為：

HANDLE CreateFile(

LPCTSTR lpFileName, // 文件名

DWORD dwDesiredAccess, // 訪問模式

DWORD dwShareMode, // 共享模式

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes, // 通常為NULL

DWORD dwCreationDistribution, // 創(chuàng)建方式

DWORD dwFlagsAndAttributes, // 文件屬性和標(biāo)志

HANDLE hTemplateFile // 臨時文件的句柄，通常為NULL

);

　　如果調(diào)用成功，那么該函數(shù)返回文件的句柄，如果調(diào)用失敗，則函數(shù)返回INVALID_HANDLE_VALUE。

如果想要用重疊I/O方式（參見12.3.3）打開COM2口，則一般應(yīng)象清單12.4那樣調(diào)用CreateFile函數(shù)。注意在打開一個通信端口時，應(yīng)該以獨占方式打開，另外要指定GENERIC_READ、GENERIC_WRITE、OPEN_EXISTING和 FILE_ATTRIBUTE_NORMAL等屬性。如果要打開重疊I/O，則應(yīng)該指定 FILE_FLAG_OVERLAPPED屬性。

當(dāng)不再使用文件句柄時，應(yīng)該調(diào)用CloseHandle函數(shù)關(guān)閉之。

12.3.2 串行口的初始化

　　在打開通信設(shè)備句柄后，常常需要對串行口進行一些初始化工作。這需要通過一個DCB結(jié)構(gòu)來進行。DCB結(jié)構(gòu)包含了諸如波特率、每個字符的數(shù)據(jù)位數(shù)、奇偶校驗和停止位數(shù)等信息。在查詢或配置置串行口的屬性時，都要用DCB結(jié)構(gòu)來作為緩沖區(qū)。

調(diào)用GetCommState函數(shù)可以獲得串口的配置，該函數(shù)把當(dāng)前配置填充到一個DCB結(jié)構(gòu)中。一般在用CreateFile打開串行口后，可以調(diào)用 GetCommState函數(shù)來獲取串行口的初始配置。要修改串行口的配置，應(yīng)該先修改DCB結(jié)構(gòu)，然后再調(diào)用SetCommState函數(shù)用指定的 DCB結(jié)構(gòu)來設(shè)置串行口。

　　除了在DCB中的設(shè)置外，程序一般還需要設(shè)置I/O緩沖區(qū)的大小和超時。Windows用I/O緩沖區(qū)來暫存串行口輸入和輸出的數(shù)據(jù)，如果通信的速率較高，則應(yīng)該設(shè)置較大的緩沖區(qū)。調(diào)用SetupComm函數(shù)可以設(shè)置串行口的輸入和輸出緩沖區(qū)的大小。

在用ReadFile和WriteFile讀寫串行口時，需要考慮超時問題。如果在指定的時間內(nèi)沒有讀出或?qū)懭胫付〝?shù)量的字符，那么ReadFile或 WriteFile的操作就會結(jié)束。要查詢當(dāng)前的超時設(shè)置應(yīng)調(diào)用GetCommTimeouts函數(shù)，該函數(shù)會填充一個COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)。調(diào)用SetCommTimeouts可以用某一個COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)的內(nèi)容來設(shè)置超時。

　　有兩種超時：間隔超時和總超時。間隔超時是指在接收時兩個字符之間的最大時延，總超時是指讀寫操作總共花費的最大時間。寫操作只支持總超時，而讀操作兩種超時均支持。用COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)可以規(guī)定讀/寫操作的超時，該結(jié)構(gòu)的定義為：

typedef struct _COMMTIMEOUTS {

DWORD ReadIntervalTimeout; // 讀間隔超時

DWORD ReadTotalTimeoutMultiplier; // 讀時間系數(shù)

DWORD ReadTotalTimeoutConstant; // 讀時間常量

DWORD WriteTotalTimeoutMultiplier; // 寫時間系數(shù)

DWORD WriteTotalTimeoutConstant; // 寫時間常量

} COMMTIMEOUTS,*LPCOMMTIMEOUTS;

　　COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)的成員都以毫秒為單位。總超時的計算公式是：

總超時=時間系數(shù)×要求讀/寫的字符數(shù) + 時間常量

　　例如，如果要讀入10個字符，那么讀操作的總超時的計算公式為：

讀總超時＝ReadTotalTimeoutMultiplier×10 + ReadTotalTimeoutConstant

　　可以看出，間隔超時和總超時的設(shè)置是不相關(guān)的，這可以方便通信程序靈活地設(shè)置各種超時。

如果所有寫超時參數(shù)均為0，那么就不使用寫超時。如果ReadIntervalTimeout為0，那么就不使用讀間隔超時，如果 ReadTotalTimeoutMultiplier和ReadTotalTimeoutConstant都為0，則不使用讀總超時。如果讀間隔超時被設(shè)置成MAXDWORD并且兩個讀總超時為0，那么在讀一次輸入緩沖區(qū)中的內(nèi)容后讀操作就立即完成，而不管是否讀入了要求的字符。

　　在用重疊方式讀寫串行口時，雖然ReadFile和WriteFile在完成操作以前就可能返回，但超時仍然是起作用的。在這種情況下，超時規(guī)定的是操作的完成時間，而不是ReadFile和WriteFile的返回時間。

清單12.5列出了一段簡單的串行口初始化代碼。

12.3.3 重疊I/O

在用ReadFile和WriteFile讀寫串行口時，既可以同步執(zhí)行，也可以重疊（異步）執(zhí)行。在同步執(zhí)行時，函數(shù)直到操作完成后才返回。這意味著在同步執(zhí)行時線程會被阻塞，從而導(dǎo)致效率下降。在重疊執(zhí)行時，即使操作還未完成，調(diào)用的函數(shù)也會立即返回。費時的I/O操作在后臺進行，這樣線程就可以干別的事情。例如，線程可以在不同的句柄上同時執(zhí)行I/O操作，甚至可以在同一句柄上同時進行讀寫操作。“重疊”一詞的含義就在于此。

　　ReadFile函數(shù)只要在串行口輸入緩沖區(qū)中讀入指定數(shù)量的字符，就算完成操作。而WriteFile函數(shù)不但要把指定數(shù)量的字符拷入到輸出緩沖中，而且要等這些字符從串行口送出去后才算完成操作。

ReadFile和WriteFile函數(shù)是否為執(zhí)行重疊操作是由CreateFile函數(shù)決定的。如果在調(diào)用CreateFile創(chuàng)建句柄時指定了 FILE_FLAG_OVERLAPPED標(biāo)志，那么調(diào)用ReadFile和WriteFile對該句柄進行的讀寫操作就是重疊的，如果未指定重疊標(biāo)志，則讀寫操作是同步的。

　　函數(shù)ReadFile和WriteFile的參數(shù)和返回值很相似。這里僅列出ReadFile函數(shù)的聲明：

BOOL ReadFile(

HANDLE hFile, // 文件句柄

LPVOID lpBuffer, // 讀緩沖區(qū)

DWORD nNumberOfBytesToRead, // 要求讀入的字節(jié)數(shù)

LPDWORD lpNumberOfBytesRead, // 實際讀入的字節(jié)數(shù)

LPOVERLAPPED lpOverlapped // 指向一個OVERLAPPED結(jié)構(gòu)

); //若返回TRUE則表明操作成功

需要注意的是如果該函數(shù)因為超時而返回，那么返回值是TRUE。參數(shù)lpOverlapped在重疊操作時應(yīng)該指向一個OVERLAPPED結(jié)構(gòu)，如果該參數(shù)為NULL，那么函數(shù)將進行同步操作，而不管句柄是否是由FILE_FLAG_OVERLAPPED標(biāo)志建立的。

當(dāng)ReadFile和WriteFile返回FALSE時，不一定就是操作失敗，線程應(yīng)該調(diào)用GetLastError函數(shù)分析返回的結(jié)果。例如，在重疊操作時如果操作還未完成函數(shù)就返回，那么函數(shù)就返回FALSE，而且GetLastError函數(shù)返回ERROR_IO_PENDING。

在使用重疊I/O時，線程需要創(chuàng)建OVERLAPPED結(jié)構(gòu)以供讀寫函數(shù)使用。OVERLAPPED結(jié)構(gòu)最重要的成員是hEvent，hEvent是一個事件對象句柄，線程應(yīng)該用CreateEvent函數(shù)為hEvent成員創(chuàng)建一個手工重置事件，hEvent成員將作為線程的同步對象使用。如果讀寫函數(shù)未完成操作就返回，就那么把hEvent成員設(shè)置成無信號的。操作完成后（包括超時），hEvent會變成有信號的。

如果GetLastError函數(shù)返回ERROR_IO_PENDING，則說明重疊操作還為完成，線程可以等待操作完成。有兩種等待辦法：一種辦法是用象WaitForSingleObject這樣的等待函數(shù)來等待OVERLAPPED結(jié)構(gòu)的hEvent成員，可以規(guī)定等待的時間，在等待函數(shù)返回后，調(diào)用GetOverlappedResult。另一種辦法是調(diào)用GetOverlappedResult函數(shù)等待，如果指定該函數(shù)的bWait參數(shù)為 TRUE，那么該函數(shù)將等待OVERLAPPED結(jié)構(gòu)的hEvent 事件。GetOverlappedResult可以返回一個OVERLAPPED結(jié)構(gòu)來報告包括實際傳輸字節(jié)在內(nèi)的重疊操作結(jié)果。

如果規(guī)定了讀/寫操作的超時，那么當(dāng)超過規(guī)定時間后，hEvent成員會變成有信號的。因此，在超時發(fā)生后，WaitForSingleObject和 GetOverlappedResult都會結(jié)束等待。WaitForSingleObject的dwMilliseconds參數(shù)會規(guī)定一個等待超時，該函數(shù)實際等待的時間是兩個超時的最小值。注意GetOverlappedResult不能設(shè)置等待的時限，因此如果hEvent成員無信號，則該函數(shù)將一直等待下去。

　　在調(diào)用ReadFile和WriteFile之前，線程應(yīng)該調(diào)用ClearCommError函數(shù)清除錯誤標(biāo)志。該函數(shù)負責(zé)報告指定的錯誤和設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。

　　調(diào)用PurgeComm函數(shù)可以終止正在進行的讀寫操作，該函數(shù)還會清除輸入或輸出緩沖區(qū)中的內(nèi)容。

12.3.4 通信事件

在Windows 95/NT中，WM_COMMNOTIFY消息已經(jīng)取消，在串行口產(chǎn)生一個通信事件時，程序并不會收到通知消息。線程需要調(diào)用WaitCommEvent 函數(shù)來監(jiān)視發(fā)生在串行口中的各種事件，該函數(shù)的第二個參數(shù)返回一個事件屏蔽變量，用來指示事件的類型。線程可以用SetCommMask建立事件屏蔽以指定要監(jiān)視的事件，表12.4列出了可以監(jiān)視的事件。調(diào)用GetCommMask可以查詢串行口當(dāng)前的事件屏蔽。

WaitCommEvent即可以同步使用，也可以重疊使用。如果串口是用FILE_FLAG_OVERLAPPED標(biāo)志打開的，那么 WaitCommEvent就進行重疊操作，此時該函數(shù)需要一個OVERLAPPED結(jié)構(gòu)。線程可以調(diào)用等待函數(shù)或 GetOverlappedResult函數(shù)來等待重疊操作的完成。

　　當(dāng)指定范圍內(nèi)的某一事件發(fā)生后，線程就結(jié)束等待并把該事件的屏蔽碼設(shè)置到事件屏蔽變量中。需要注意的是，WaitCommEvent只檢測調(diào)用該函數(shù)后發(fā)生的事件。例如，如果在調(diào)用WaitCommEvent前在輸入緩沖區(qū)中就有字符，則不會因為這些字符而產(chǎn)生EV_RXCHAR事件。

　　如果檢測到輸入的硬件信號（如CTS、RTS和CD信號等）發(fā)生了變化，線程可以調(diào)用GetCommMaskStatus函數(shù)來查詢它們的狀態(tài)。而用EscapeCommFunction函數(shù)可以控制輸出的硬件信號（如DTR和RTS信號）。