Cプログラムで使うWindowsスレッドAPI入門：CreateThread()と待機関数の基本

Windows APIでは、スレッドはCreateThread()関数を使って生成します。Pthreadsの場合と同様に、セキュリティ情報、スタックサイズ、スレッド作成フラグといった一連の属性がこの関数へ渡されます。以下のサンプルプログラムでは、これらの属性にデフォルト値を使用しています。デフォルト設定では、スレッドは最初からサスペンド（中断）状態になるのではなく、CPUスケジューラによってすぐに実行可能な状態になります。

合計値を計算するスレッドを生成した後、親スレッドはその完了を待ってからSumの値を出力しなければなりません。Sumの値は合計計算スレッド側で設定されるためです。Pthreadsのプログラムでは、pthread_join()文を使って親スレッドが合計計算スレッドの終了を待機していました。Windows APIでは、同じ役割をWaitForSingleObject()関数が担います。この関数を呼び出すと、生成元のスレッドは合計計算スレッドが終了するまでブロックされます。

複数スレッドを待機するWaitForMultipleObjects()

複数のスレッドすべての完了を待ちたい場合には、WaitForMultipleObjects()関数を使用します。この関数には、次の4つのパラメータを渡します。

• 待機対象となるオブジェクトの数
• オブジェクト配列へのポインタ
• すべてのオブジェクトがシグナル状態になったかどうかを示すフラグ
• タイムアウト時間（またはINFINITE）

たとえば、THandlesがサイズNのスレッドHANDLEオブジェクトの配列である場合、親スレッドは次の1文ですべての子スレッドの完了を待機できます。

WaitForMultipleObjects(N, THandles, TRUE, INFINITE);

Windows APIを使ったマルチスレッドCプログラムの例

以下は、Windows APIを利用して別スレッドで0から指定された整数までの総和を計算する完全なサンプルコードです。引数として整数を1つ受け取り、その値までの合計を子スレッドが算出し、親スレッドが結果を出力します。

#include<windows.h>
#include<stdio.h>
DWORD Sum;
/* data is shared by the thread(s) */
/* thread runs in this separate function */
DWORD WINAPI Summation(LPVOID Param){
   DWORD Upper = *(DWORD*)Param;
   for (DWORD i = 0; i <= Upper; i++)
   Sum += i;
   return 0;
}
int main(int argc, char *argv[]){
   DWORD ThreadId;
   HANDLE ThreadHandle;
   int Param;
   if (argc != 2){
      fprintf(stderr,"An integer parameter is required\n");
      return -1;
   }
   Param = atoi(argv[1]);
   if (Param < 0){
      fprintf(stderr,"An integer >= 0 is required\n");
      return -1;
   }
   /* create the thread */
   ThreadHandle = CreateThread( NULL, /* default security attributes */ 0, /* default stack size */    
   Summation, /* thread function */ &Param, /* parameter to thread function */ 0, /* default creation    flags */ &ThreadId);
   /* returns the thread identifier */
   if (ThreadHandle != NULL){
      /* now wait for the thread to finish */ WaitForSingleObject(ThreadHandle,INFINITE);
      /* close the thread handle */
      CloseHandle(ThreadHandle);
      printf("sum = %d\n",Sum);
   }
}

コードのポイント

• CreateThread()：第1引数にNULL（デフォルトのセキュリティ属性）、第2引数に0（デフォルトのスタックサイズ）を指定し、スレッド関数としてSummation、その引数として&Paramを渡しています。
• WaitForSingleObject()：タイムアウトにINFINITEを指定することで、子スレッドが終了するまで無期限に待機します。
• CloseHandle()：使用済みのスレッドハンドルを明示的にクローズし、リソースリークを防ぎます。

このように、Windows APIでは「スレッド生成→待機→ハンドル解放」という一連の流れを明確な関数呼び出しで記述でき、Pthreadsとの対応関係を意識すると理解しやすくなります。