第９３章マルチスレッドその７

今回は、オーナー付きオーバーラップウィンドウ（後述）を２つ作ります。オーバーラップウィンドウ１では赤い球が左から右に進みます。右端に行ったらウィンドウからだんだんはみ出してついには見えなくなってしまいます。すると、オーバーラップウィンドウ２の左端から赤い球が見えてきて右に移動します。右端に着いたら、方向転換して左に進みます。再び左端に到着するとウィンドウから消えてゆき、今度はオーバーラップウィンドウ１の右端から赤い球が見えてきます。あたかも２つのウィンドウを赤い球が行ったり来たりしているように見えます。どうです。おもしろそうでしょうこのようなプログラムはシングルスレッドでももちろん作れます。しかし、それぞれのウィンドウの描画を別々のスレッドで実行させてこれを実現させるにはどうすればよいのでしょうか。

ミューテックスオブジェクトを作って各スレッドで排他的に所有させる!

前回の経験から、２つのスレッドが交互に動いてうまくいきそうな気がします。しかし、実際にプログラムを作るとうまくいきません。一方のスレッドのみが動いて、他方は休みっぱなしです。ReleseMutexを実行したからといって次に今まで休んでいたスレッドにミューテックスが所有されるという保証はありません。むしろもっと簡単にイベントを手動で使います。

では、早速サンプルを見てみましょう。


//        multi07.cpp
#define STRICT
#include <windows.h>
#define CHILD_WX 400
#define CHILD_WY 100

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
LRESULT CALLBACK MyChild1Proc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
LRESULT CALLBACK MyChild2Proc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);

DWORD WINAPI Thread1(PVOID);
DWORD WINAPI Thread2(PVOID);

BOOL InitApp(HINSTANCE);
BOOL InitInstance(HINSTANCE, int);
HWND CreateMyChild(HWND, WNDPROC, LPCTSTR, LPCTSTR);
DWORD WINAPI Thread(LPVOID);

typedef struct {
    HWND hwnd;
    BOOL th_end;
}DATA, *PDATA;

char szClassName[] = "multi07";        //ウィンドウクラス

HANDLE hEvent1, hEvent2;

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hCurInst, HINSTANCE hPrevInst,
                   LPSTR lpsCmdLine, int nCmdShow)
{
    MSG msg;
    
    if (!InitApp(hCurInst))
        return FALSE;
    if (!InitInstance(hCurInst, nCmdShow)) 
        return FALSE;
    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) {
        TranslateMessage(&msg);
        DispatchMessage(&msg);
    }
    return msg.wParam;
}

いつもと同じです。


//ウィンドウ・クラスの登録

BOOL InitApp(HINSTANCE hInst)
{
    WNDCLASSEX wc;
    wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
    wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
    wc.lpfnWndProc = WndProc;    //プロシージャ名
    wc.cbClsExtra = 0;
    wc.cbWndExtra = 0;
    wc.hInstance = hInst;        //インスタンス
    wc.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
    wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
    wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
    wc.lpszMenuName = NULL;    //メニュー名
    wc.lpszClassName = (LPCSTR)szClassName;
    wc.hIconSm = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
    return (RegisterClassEx(&wc));
}

//ウィンドウの生成

BOOL InitInstance(HINSTANCE hInst, int nCmdShow)
{
    HWND hWnd;

    hWnd = CreateWindow(szClassName,
            "猫でもわかるマルチスレッド",//タイトルバーにこの名前が表示されます
            WS_OVERLAPPEDWINDOW,    //ウィンドウの種類
            0,    //Ｘ座標
            0,    //Ｙ座標
            300,    //幅
            50,    //高さ
            NULL,    //親ウィンドウのハンドル、親を作るときはNULL
            NULL,    //メニューハンドル、クラスメニューを使うときはNULL
            hInst,    //インスタンスハンドル
            NULL);
    if (!hWnd)
        return FALSE;
    ShowWindow(hWnd, nCmdShow);
    UpdateWindow(hWnd);
    return TRUE;
}

いつもとたいして変わりませんが、親ウィンドウの位置、大きさを具体的に指定しています。


//ウィンドウプロシージャ

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT msg, WPARAM wp, LPARAM lp)
{
    int id;
    static HWND hChild1, hChild2;
    HWND hDesktop;
    RECT rc;
    int dx, dx_max, x;

    switch (msg) {
        case WM_CREATE:
            hDesktop = GetDesktopWindow();
            GetWindowRect(hDesktop, &rc);
            dx_max = rc.right - rc.left;
            hChild1 = CreateMyChild(hWnd, MyChild1Proc, "mychild1", "子供１");
            GetWindowRect(hChild1, &rc);
            dx = rc.right - rc.left;
            x = (dx_max - dx*2) / 3;
            MoveWindow(hChild1, x, 100, rc.right - rc.left, rc.bottom - rc.top, TRUE);
            hChild2 = CreateMyChild(hWnd, MyChild2Proc, "mychild2", "子供２");
            MoveWindow(hChild2, x * 2 + dx, 100, dx, rc.bottom - rc.top, TRUE); 
            
            break;
        case WM_CLOSE:
            id = MessageBox(hWnd,
                (LPCSTR)"終了してもよいですか",
                (LPCSTR)"終了確認",
                MB_YESNO | MB_ICONQUESTION);
            if (id == IDYES) {
                SendMessage(hChild1, WM_CLOSE, 0, 0L);
                SendMessage(hChild2, WM_CLOSE, 0, 0L);
                DestroyWindow(hWnd);
            }
            break;
        case WM_DESTROY:
            PostQuitMessage(0);
            break;
        default:
            return (DefWindowProc(hWnd, msg, wp, lp));
    }
    return 0L;
}

親ができたらすぐにオーナー付きオーバーラップウィンドウ（後述）をを２つ作って横に並べて表示します。

GetDesktopWindow関数についてはすでに第１５章で出てきています。

親ウィンドウが終了すると子供のたぐいも自動的に終了しますがここでは、スレッドをきちんと終了させるために少し小細工をしています。 WM_CLOSEメッセージが来たら、明示的にオーバーラップウィンドウにも WM_CLOSEメッセージを送っています。（これがないとスレッドの終了や、スレッドハンドルのクローズを確認できない）


HWND CreateMyChild(HWND hWnd, WNDPROC ChildProc, 
        LPCTSTR szChildName, LPCTSTR title)
{
    HWND hChild;
    WNDCLASSEX wc;
    HINSTANCE hInst;
    RECT rc = {0, 0, CHILD_WX, CHILD_WY};

    AdjustWindowRect(&rc, WS_OVERLAPPED | WS_VISIBLE | WS_CAPTION | WS_THICKFRAME, FALSE);

    hInst = (HINSTANCE)GetWindowLong(hWnd, GWL_HINSTANCE);

    wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
    wc.style = CS_VREDRAW | CS_HREDRAW;
    wc.lpfnWndProc = ChildProc;    //プロシージャ名
    wc.cbClsExtra = 0;
    wc.cbWndExtra = 0;
    wc.hInstance = hInst;        //インスタンス
    wc.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
    wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
    wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
    wc.lpszMenuName = NULL;    //メニュー名
    wc.lpszClassName = (LPCSTR)szChildName;
    wc.hIconSm = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
    if(RegisterClassEx(&wc) == 0) {
        MessageBox(NULL, "RegisterClassEx失敗", "失敗", MB_OK);
        return NULL;
    }
    hChild = CreateWindow(szChildName, title,
            WS_OVERLAPPED | WS_VISIBLE | WS_CAPTION | WS_THICKFRAME,
            0,
            0,
            rc.right - rc.left,
            rc.bottom - rc.top, hWnd, NULL, hInst, NULL);

    return hChild;
}

ここでは、オーナー付きのオーバーラップウィンドウを作ります。オーナー付きオーバーラップウィンドウとは特殊なオーバーラップウィンドウで、常にオーナーより手前にあります。また、オーナーが破棄されると自動的に破棄されます。子供ウィンドウと違い、親の外にも出られます。（取り扱いは子供と同じ）


BOOL AdjustWindowRect(
    LPRECT lpRect,
    DWORD dwStyle,
    BOOL bMenu
   );

これは、希望の大きさのクライアント領域を持つウィンドウの大きさを決める関数です。希望の大きさ（というか左上右下の座標）をRECT型の変数に格納してそのアドレスを lpRectに指定します。dwStyleにウィンドウスタイルを指定します。bMenu には、メニューを持つ（TRUE）か、持たない（FALSE）かをしています。関数が成功するとlpRectにウィンドウの大きさが返ってきます。この関数を使いたくない人は第７３章で面倒くさいやり方を紹介しています。


LRESULT CALLBACK MyChild1Proc(HWND hChild, UINT msg, WPARAM wp, LPARAM lp)
{
    static HANDLE hThread1;
    static DATA data;
    DWORD threadID1;

    switch (msg) {
        case WM_CREATE:
            hEvent1 = CreateEvent(NULL, TRUE, TRUE, NULL);
            data.hwnd = hChild;
            data.th_end = FALSE;
            hThread1 = CreateThread(
                NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)Thread1, (PVOID)&data, 0, &threadID1);
            break;
        case WM_CLOSE:
            data.th_end = TRUE;
            SetEvent(hEvent1);
            WaitForSingleObject(hThread1, INFINITE);
            MessageBox(hChild, "スレッド１終了", "終了", MB_OK);
            if (CloseHandle(hThread1) != 0)
                MessageBox(hChild, "hThread1クローズ成功", "成功", MB_OK);
            break;
        default:
            return (DefWindowProc(hChild, msg, wp, lp));
    }
    return 0L;
}

オーバーラップウィンドウ１（ここでは簡単のためにプロシージャ名や、ウィンドウハンドルの名前にchildを使っています（適当な名前が思いつかなかった））ができたらすぐにスレッド１を作っています。また、イベントを作るときの各引数に注意してください。

このウィンドウが破棄されるときにスレッドの終了を待ちます。うまくいったらメッセージボックスで知らせます。


DWORD WINAPI Thread1(PVOID data)
{
    PDATA pData;
    pData = (PDATA)data;
    HDC hdc;
    int x, dx, old_x;
    static int i = 0;
    static int hoko = 0; // 0:right 1:left
    RECT rc;
    HBRUSH hBrush;
    HPEN hPen;

    while (!pData->th_end) {
        WaitForSingleObject(hEvent1, INFINITE);
        hdc = GetDC(pData->hwnd);
        GetClientRect(pData->hwnd, &rc);
        dx = rc.right - rc.left;
        if (hoko == 0) {
            x = dx - i * 10;
            old_x = dx - (i - 1) * 10;
            i++;
            if (x <= 0) {
                
                hoko = 1;
                i = 0;
            }
        } else {
            x = i * 10;
            old_x = (i - 1) * 10;
            i++;
            if (x >= dx) {
                hoko = 0;
                i = 0;
                ResetEvent(hEvent1);
                SetEvent(hEvent2);
            }
        }
        SelectObject(hdc, GetStockObject(WHITE_BRUSH));
        SelectObject(hdc, GetStockObject(WHITE_PEN));
        Ellipse(hdc, old_x, 0, old_x + 100, 100);
        hBrush = CreateSolidBrush(RGB(255, 0, 0));
        hPen = CreatePen(PS_SOLID, 1, RGB(0, 0, 0));
        SelectObject(hdc, hBrush);
        SelectObject(hdc, hPen);
        Ellipse(hdc, x, 0, x + 100, 100);
        ReleaseDC(pData->hwnd, hdc);
        DeleteObject(hBrush);
        DeleteObject(hPen);
        Sleep(100);
    }
    return 0L;
}

赤い球の移動方法はiを１０ずつ動かしてxの値をずらしていっています。それだけでは、古い赤玉が残ってしまいますので、バックグラウンドと同じ色で古い赤玉を消しています。


LRESULT CALLBACK MyChild2Proc(HWND hChild, UINT msg, WPARAM wp, LPARAM lp)
{
    static HANDLE hThread2;
    static DATA data;
    DWORD threadID2;
    switch (msg) {
        case WM_CREATE:
            hEvent2 = CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL);
            data.hwnd = hChild;
            data.th_end = FALSE;
            hThread2 = CreateThread(
                NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)Thread2, (PVOID)&data, 0, &threadID2);
            break;
        case WM_CLOSE:
            data.th_end = TRUE;
            SetEvent(hEvent2);
            WaitForSingleObject(hThread2, INFINITE);
            MessageBox(hChild, "スレッド２終了", "終了", MB_OK);
            if (CloseHandle(hThread2) != 0)
                MessageBox(hChild, "hThread2クローズ成功", "成功", MB_OK);
            break;
        default:
            return (DefWindowProc(hChild, msg, wp, lp));
    }
    return 0L;
}

２番目のオーバーラップウィンドウのプロシージャです。イベントを作るときの引数の違いを確認してください。（最初に待機）


DWORD WINAPI Thread2(PVOID data)
{
    PDATA pData;
    pData = (PDATA)data;
    HDC hdc;
    int x, dx, old_x;
    static int i = 0;
    static int hoko = 0; // 0:right 1:left
    RECT rc;
    HBRUSH hBrush;
    HPEN hPen;

    while (!pData->th_end) {
        WaitForSingleObject(hEvent2, INFINITE);
        hdc = GetDC(pData->hwnd);
        GetClientRect(pData->hwnd, &rc);
        dx = rc.right - rc.left;
        if (hoko == 0) {
            x = -100 + i*10;
            old_x = -100 + (i - 1) * 10;
            i++;
            if (x >= dx - 100) {
                hoko = 1;
                i = 0;
            }
        } else {
            x = (dx-100) - (i * 10);
            old_x = (dx-100) - ((i - 1) * 10);
            i++;
            if (x <=  -100) {
                hoko = 0;
                i = 0;
                ResetEvent(hEvent2);
                SetEvent(hEvent1);
            }
        }
        SelectObject(hdc, GetStockObject(WHITE_BRUSH));
        SelectObject(hdc, GetStockObject(WHITE_PEN));
        Ellipse(hdc, old_x, 0, old_x + 100, 100);
        hBrush = CreateSolidBrush(RGB(255, 0, 0));
        hPen = CreatePen(PS_SOLID, 1, RGB(0, 0, 0));
        SelectObject(hdc, hBrush);
        SelectObject(hdc, hPen);
        Ellipse(hdc, x, 0, x + 100, 100);
        ReleaseDC(pData->hwnd, hdc);
        DeleteObject(hBrush);
        DeleteObject(hPen);
        Sleep(100);
    }
    return 0L;
}

スレッド１とほぼ同じですがxの変化のさせ方が少し違います。このへんは、自分で試行錯誤でプログラムを書いてみるとよくわかります。

今回のプログラムは、実際作ってみて動かしてみるとなかなかおもしろいです。シングルスレッドで同じ動作をするものを作ってみてください。

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Update Dec/07/1997 By Y.Kumei
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第９３章 マルチスレッド その７

BOOL AdjustWindowRect( LPRECT lpRect, DWORD dwStyle, BOOL bMenu );

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