多线程串口通信 MFC CSerialPort

写在前面：

晚上应该继续完成未写完的代码，但Chrome上打开的标签实在太多了，约30个了，必须关掉一些，所以需要把自己看的整理一下然后关掉。本次主要写点MFC环境下多线程串口通信相关的东西，这包括线程创建及控制、串口同步异步操作、内存非法访问（或者说是线程同步）、线程通信、Windows消息响应过程等。

遇到问题：

项目中IO传感器通信模块之前直接写在了主线程中，UI代码和串口通信代码搅合在一起，不利于后期维护，而且有个非常严重的问题，IO通信太忙导致整个系统比较卡，特别是当系统接上超过3个摄像机之后，MFC模态对话框使用Domodal()直接无法打开，卡住了，然后用户就无法操作了，这个问题必须要解决。

解决方案：

单独开辟一个线程来处理所有的串口通信，该IO线程和主线程（负责UI部分）通信，从而更新状态，不能子线程中直接更新UI，参看《MFC最好不要在子线程中操控界面上的控件》。

具体步骤：

1.创立IO线程并完成消息响应

HANDLE hThread1 = CreateThread( NULL,0,IOControlProc,(LPVOID)(m_pCOMSerialPort),0,&m_dwIOControlThreadId );//创建IO线程
CloseHandle( hThread1 );//关闭线程句柄

　　其中

CSerialPort  *m_pCOMSerialPort;//通信串口
DWORD m_dwIOControlThreadId;//线程ID

　　IOControlProc线程函数

DWORD WINAPI IOControlProc(LPVOID lpParameter)
{
	CSerialPort *pSerialPort = (CSerialPort*)lpParameter;
	UINT_PTR nHUMITimer = 0;
	UINT_PTR nIOTimer = 0;
	//::SetTimer(NULL,NULL,200,(TIMERPROC)TimerProc);
	nHUMITimer = ::SetTimer(NULL,TEMPHUMICOMM_TIMER,500,(TIMERPROC)OnIOTimer);//温湿度
	nIOTimer =::SetTimer(NULL,IOCOMM_TIMER,100,(TIMERPROC)OnIOTimer);//IO
	PIOTimerStru pHumiTimer= new IOTimerStru;
	pHumiTimer->nIdEvent = TEMPHUMICOMM_TIMER;
	pHumiTimer->pSerialPort = pSerialPort;
	PIOTimerStru pIoTimer = new IOTimerStru;
	pIoTimer->nIdEvent = IOCOMM_TIMER;
	pIoTimer->pSerialPort = pSerialPort;
	PIOTimerStru pIoControl = new IOTimerStru;
	pIoControl->nIdEvent = TEMPHUMICOMM_TIMER + IOCOMM_TIMER;
	pIoControl->pSerialPort = pSerialPort;
	LPARAM   lParam;
	MSG msg;
	while(GetMessage(&msg,NULL,0,0))
	{
		TranslateMessage(&msg);
		if (WM_TIMER == msg.message)
		{
			lParam = msg.lParam;//WM_TIMER回调函数的地址
			if (nHUMITimer == msg.wParam)
			{
				msg.wParam = (WPARAM)pHumiTimer;
			}
			else if (nIOTimer == msg.wParam)
			{
				msg.wParam = (WPARAM)pIoTimer;
			}
		}
		else if (WM_IOCOMMDATA == msg.message)
		{
			msg.message = WM_TIMER;
			pIoControl->wParam = msg.wParam;
			pIoControl->lParam = msg.lParam;
			msg.wParam = (WPARAM)pIoControl;
			msg.lParam = lParam;
		}
		DispatchMessage(&msg);
	}
	delete pHumiTimer;
	delete pIoTimer;
	delete pIoControl;
	return 0;
}

　　这里，IO线程有自己的消息循环队列（虽然没有窗口），参看：《子线程里如何使用定时器》，把这里的代码改成死循环的（参看《是否在子线程内使用SetTimer？》），如下

VOID CALLBACK TimerProc(          HWND hwnd,
    UINT uMsg,
    UINT_PTR idEvent,
    DWORD dwTime
){
         //do some thing
         return;
}

DWORD WINAPI ThreadProc(LPVOID lpParameter)
{

	::SetTimer(NULL,NULL,200,(TIMERPROC)TimerProc);
	MSG msg;
	while(GetMessage(&msg,NULL,0,0))
	{
		TranslateMessage(&msg);
		DispatchMessage(&msg);
	}
	return 0;

}

　　我的消息响应函数写成如下

VOID CALLBACK OnIOTimer(HWND hwnd,UINT uMsg,UINT_PTR idEvent,DWORD dwTime)
{
	PIOTimerStru pStru = (PIOTimerStru)idEvent;
	if (pStru->nIdEvent == TEMPHUMICOMM_TIMER)//温湿度模块
	{
		static bool bFlag = true;
		if (bFlag)
		{
			IOSendData(pStru->pSerialPort,2,0x0A,0,0x03);
		}
		else
		{
			IOSendData(pStru->pSerialPort,2,0x0A,0,0x04);
		}
		bFlag = !bFlag;
	}
	else if (pStru->nIdEvent == IOCOMM_TIMER)//IO控制模块
	{
		IOSendData(pStru->pSerialPort,1,0x10,0,0x03);
	}
	else if (pStru->nIdEvent ==  TEMPHUMICOMM_TIMER + IOCOMM_TIMER)//别的线程发送的指令
	{
		WORD highDeviceIndex = HIWORD(pStru->wParam);//设备号
		WORD lowPortIndex = LOWORD(pStru->wParam);//设备1端口号，设备2指定温度或湿度模块
		WORD highParam = HIWORD(pStru->lParam);//设备1指定状态1或者0，设备2指定整数部分
		WORD lowParam = LOWORD(pStru->lParam);//设备1为0，设备2指定小数部分

		IOSendData(pStru->pSerialPort,(int)highDeviceIndex,(BYTE)highParam,(BYTE)lowParam,(BYTE)lowPortIndex);
	}
	return;
}

　　这里要注意一个问题，OnIOTimer中获得的idEvent并不是我们设置的IOCOMM_TIMER或者TEMPHUMICOMM_TIMER，究其原因，参看《SetTimer在无窗口和有窗口线程的使用》，文中关于原因的解释为“注:只有当hWnd参数为非空时,计时器的ID为设置的 nIDEvent, 系统为你自动生成一个计时器ID,可由返回时值获取.”，可由MSDN得知。

那么我们的这个IOCOMM_TIMER或者TEMPHUMICOMM_TIMER，怎么传递过去呢？查看《怎么往SetTimer的回调函数传递参数》得知，我们可由msg.wParam传递。

那么对于我们自定义的消息TEMPHUMICOMM_TIMER + IOCOMM_TIMER，我也想让OnIOTimer来处理怎么办？直接修改msg.message = WM_TIMER;就可以了嘛？答案是不行的！

为什么呢？参看《消息循环中的TranslateMessage函数和DispatchMessage函数》，原来“如果参数lpmsg指向一个WM_TIMER消息，并且WM_TIMER消息的参数IParam不为NULL，则调用IParam指向的函数，而不是调用窗口程序。”，那么我们直接修改msg.lParam为OnIOTimer函数的地址就行了。这样，所有消息响应完成了。

2.多线程访问冲突（线程冲突）
遇到一个问题，系统有一个串口通信端口，IO线程直接使用了，然后我在主线程中也发送数据，然后问题出现了，有时候会出现非法访问，跟踪了一下，原来两个线程使用了同一个串口通信缓冲区，主线程往里面压入数据的时候，可能子线程已经释放了该缓冲区，查询文章《CSerialPort连续发送大量数据时出错原因分析》，而我使用的CSerialPort是同步的，我尝试修改类库代码，报错太多，此方法放弃。最终，我的解决方法是把所有的串口IO通信全部交给子线程来做，那么主线程要做的事，可以通过发送消息给子线程，再由子线程代劳，主线程怎么发送消息给子线程？使用API函数PostThreadMessage来完成，第一个参数就是子线程的Id。

子线程收到数据后，进行验证，验证通过后，发消息给主线程，通知它更新界面。《主线程与子线程间通信解决办法 - VC/MFC》

3.主线程退出前，关闭子线程

PostThreadMessage(m_dwIOControlThreadId,WM_QUIT,0,0);
Sleep(100);//需要等待关闭掉

GetMessage有消息时且消息不为WM_QUIT时返回TRUE，如果有消息且为WM_QUIT则返回FALSE，没有消息时不返回。　　

这里可参看《如何正确的关闭 MFC 线程》和《GetMessage和PeekMessage的联系与区别以及用法 TranslateMessage与DispatchMessage》

至此，经测试问题全部解决，记录一下。