Windows C++ 多執行緒程式設計入門：CreateThread、互斥體、同步與常見陷阱

執行緒建立 API 對比

互斥體保護共享資源

HANDLE hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, "Global\\MyAppMutex");
WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
// 臨界區操作 (賣票、修改共享變數)
ReleaseMutex(hMutex);

• 命名互斥體可跨進程同步 (加 Global\\ 前綴需權限)。
• WaitForSingleObject 返回 WAIT_ABANDONED 表示前擁有者異常終止，需檢查資料一致性。

經典賣票範例修正版

// 全域共享資料
int tickets = 10;
HANDLE hMutex;

DWORD WINAPI SellThread(LPVOID) {
    while (true) {
        WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
        if (tickets > 0) {
            int myTicket = tickets--;
            printf("Thread %lu sells ticket %d\n", GetCurrentThreadId(), myTicket);
        } else {
            ReleaseMutex(hMutex);
            break;
        }
        ReleaseMutex(hMutex);
        Sleep(1); // 模擬處理時間
    }
    return 0;
}

int main() {
    hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
    HANDLE h1 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, SellThread, NULL, 0, NULL);
    HANDLE h2 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, SellThread, NULL, 0, NULL);
    WaitForMultipleObjects(2, (HANDLE[]){h1, h2}, TRUE, INFINITE);
    CloseHandle(h1); CloseHandle(h2); CloseHandle(hMutex);
    return 0;
}

關鍵同步物件

• Critical Section (CRITICAL_SECTION)：進程內輕量級鎖，效能優於 Mutex，InitializeCriticalSection/EnterCriticalSection/LeaveCriticalSection。
• Event (CreateEvent)：手動/自動重置，適合一對多通知。
• Semaphore (CreateSemaphore)：計數同步，生產者-消費者。
• Condition Variable (Vista+ InitializeConditionVariable)：配合 Critical Section 實作等待/通知模式。

常見陷阱與最佳實踐

1. CRT 兼容性：永不混用 CreateThread 與 CRT 函數，改用 _beginthreadex 或 std::thread。
2. 執行緒區域儲存 (TLS)：TlsAlloc/TlsSetValue/TlsGetValue 或 C++11 thread_local。
3. 堆疊大小：預設 1MB，可透過連結器 /STACK 或 CreateThread 參數調整。
4. 優先權：SetThreadPriority，避免優先權反轉。
5. 結束方式：執行緒函數 return 或 _endthreadex，勿呼叫 TerminateThread (資源洩漏、鎖永不釋放)。
6. 例外處理：執行緒內部必須自行捕獲例外，不可跨執行緒傳播。

現代 C++ 建議

新專案優先使用 std::thread, std::mutex, std::condition_variable, std::atomic, std::future/std::async，配合 RAII 鎖 (std::lock_guard, std::unique_lock) 撰寫安全、可移植的多執行緒程式碼。