分类: WINDOWS
2008-05-16 17:22:09
hProcessFalse = GetCurrentProcess( );
hThreadFalse = GetCurrentThread( );
取得线程实句柄:
DuplicateHandle( hProcessFalse, hThreadFalse, hProcessFalse, &hThreadTrue, 0, FALSE, DUPLICATE_SAME_ACCESS );
取得进程实句柄:
DuplicateHandle( hProcessFalse, hProcessFalse, hProcessFalse, &hProcessTrue, 0, FALSE, DUPLICATE_SAME_ACCESS );
由于DuplicateHandle会递增特定对象的使用计数,因此当完成对复制对象句柄的使用时,应该将目标句柄传递给CloseHandle,从而递减对象的使用计数。
8. 在一个进程中可创建线程的最大数是得多少?
线程的最大数取决于该系统的可用虚拟内存的大小。默认每个线程最多可拥有至多1MB大小的栈的空间。所以,至多可创建2028个线程。如果减少默认堆栈的大小,则可以创建更多的线程。
线程的调度、优先级和亲缘性
1. 如何暂停和恢复线程的运行?
线程内核对象的内部有一个值指明线程的暂停计数。当调用CreateProcess或CreateThread函数时,就创建了线程的内
核对象,并且它的暂停计数被初始化为1。因为线程的初始化需要时间,不能在系统做好充分的准备之前就开始执行线程。线程完全初始化好了之后,
CreateProcess或CreateThread要查看是否已经传递了CREATE_SUSPENDED标志。如果已经传递了这个标志,那么这些函
数就返回,同时新线程处于暂停状态。如果尚未传递该标志,那么该函数将线程的暂停计数递减为0。当线程的暂停计数是0的时候,除非线程正在等待其他某种事
情的发生,否则该线程就处于可调度状态。在暂停状态中创建一个线程,就能够在线程有机会执行任何代码之前改变线程的运行环境(如优先级)。一旦改变了线程
的环境,必须使线程成为可调度线程。方法如下:
hThread = CreatThread( ……,CREATE_SUSPENDED,…… );
或
bCreate = CreatProcess( ……,CREATE_SUSPENDED,……,pProcInfo );
if( bCreate != FALSE )
{
hThread = pProcInfo.hThread;
}
……
……
……
ResumeThread( hThread );
CloseHandle( hThread );
ResumeThread成功,它将返回线程的前一个暂停计数,否则返回0xFFFFFFFF。
单个线程可以暂停若干次。如果一个线程暂停了3次,它必须恢复3次。创建线程时,除了使用CREATE_SUSPENDED外,也可以调用
SuspendThread函数来暂停线程的运行。任何线程都可以调用该函数来暂停另一个线程的运行(只要拥有线程的句柄)。线程可以自行暂停运行,但是
不能自行恢复运行。与ResumeThread一样,SuspendThread返回的是线程的前一个暂停计数。线程暂停的最多次数可以是
MAXIMUM_SUSPEND_COUNT次。SuspendThread与内核方式的执行是异步进行的,但是在线程恢复运行之前,不会发生用户方式的
执行。调用SuspendThread时必须小心,因为不知道暂停线程运行时它在进行什么操作。只有确切知道目标线程是什么(或者目标线程正在做什么),
并且采取强有力的措施来避免因暂停线程的运行而带来的问题或死锁状态,SuspendThread才是安全的。
2. 是否可以暂停和恢复进程的运行?
对于Windows来说,不存在暂停或恢复进程的概念,因为进程从来不会被安排获得CPU时间。不过Windows确实允许一个进程暂
停另一个进程中的所有线程的运行,但是从事暂停操作的进程必须是个调试程序。特别是,进程必须调用WaitForDebugEvent和
ContinueDebugEvent之类的函数。由于竞争的原因,Windows没有提供其他方法来暂停进程中所有线程的运行。
3. 如何使用sleep函数?
系统将在大约的指定毫秒数内使线程不可调度。Windows不是个实时操作系统。虽然线程可能在规定的时间被唤醒,但是它能否做到,取决于系统中还有什么操作正在进行。
可以调用Sleep,并且为dwMilliseconds参数传递INFINITE。这将告诉系统永远不要调度该线程。这不是一件值得去做的事情。最好是
让线程退出,并还原它的堆栈和内核对象。可以将0传递给Sleep。这将告诉系统,调用线程将释放剩余的时间片,并迫使系统调度另一个线程。但是,系统可
以对刚刚调用Sleep的线程重新调度。如果不存在多个拥有相同优先级的可调度线程,就会出现这种情况。
4. 如何转换到另一个线程?
系统提供了SwitchToThread函数。当调用这个函数的时候,系统要查看是否存在一个迫切需要CPU时间的线程。如果没有线程迫
切需要CPU时间,SwitchToThread就会立即返回。如果存在一个迫切需要CPU时间的线程,SwitchToThread就对该线程进行调度
(该线程的优先级可能低于调用SwitchToThread的线程)。这个迫切需要CPU时间的线程可以运行一个时间段,然后系统调度程序照常运行。该函
数允许一个需要资源的线程强制另一个优先级较低、而目前却拥有该资源的线程放弃该资源。如果调用SwitchToThread函数时没有其他线程能够运
行,那么该函数返回FALSE,否则返回一个非0值。调用SwitchToThread与调用Sleep是相似的。差别是SwitchToThread允
许优先级较低的线程运行;而即使有低优先级线程迫切需要CPU时间,Sleep也能够立即对调用线程重新进行调度。
5. 如何取得线程运行的时间?
(1) 简单取得线程大概运行时间:
DWORD dwStartTime = 0;
DWORD dwEndTime = 0;
DWORD dwRunTime = 0;
dwStartTime = GetTickCount( );
……
……
……
dwEndTime = GetTickCount( );
dwRunTime = dwEndTime – dwStartTime;
(2) 调用GetThreadTimes的函数:
参数含义:
hThread 线程句柄
lpCreationTime 创建时间:英国格林威治时间
lpExitTime 退出时间:英国格林威治时间,如果线程仍然在运行,退出时间则未定义
lpKernelTime 内核时间:指明线程执行操作系统代码已经经过了多少个100ns的CPU时间
lpUserTime 用户时间:指明线程执行应用程序代码已经经过了多少个100ns的CPU时间
GetProcessTimes是个类似GetThreadTimes的函数,适用于进程中的所有线程(甚至是已经终止运行的线程)。返回的内核时间是所
有进程的线程在内核代码中经过的全部时间的总和。GetThreadTimes和GetProcessTimes这两个函数在Windows98中不起作
用。在Windows98中,没有一个可靠的机制可供应用程序来确定线程或进程已经使用了多少CPU时间。
6. 进程的优先级类有哪些?
优先级类 标识符 描述
实时 REALTIME_PRIORITY_CLASS 立即对事件作出响应,执行关键时间的任务。会抢先于操作系统组件之前运行。
高 HIGH_PRIORITY_CLASS 立即对事件作出响应,执行关键时间的任务。
高于正常 ABOVE_NORMAL_PRIORITY_CLASS 在正常优先级与高优先级之间运行(Windows2000)。
正常 NORMAL_PRIORITY_CLASS 没有特殊调度需求
低于正常 BELOW_NORMAL_PRIORITY_CLASS 在正常优先级与空闲优先级之间运行(Windows2000)。
空闲 IDLE_PRIORITY_CLASS 在系统空闲时运行。
设置方法:
BOOL SetPriorityClass( HANDLE hProcess, DWORD dwPriority );
DWORD GetPriorityClass( HANDLE hProcess );
使用命令外壳启动一个程序时,该程序的起始优先级是正常优先级。如果使用Start命令来启动该程序,可以使用一个开关来设定应用程序的起始优先级。例如:
c:\>START /LOW CALC.EXE
Start命令还能识别/BELOWNORMAL、/NORMAL、/ABOVENORMAL、/HIGH和/REALTIME等开关。
7. 线程的相对优先级有哪些?
相对优先级 标识符 描述
关键时间 THREAD_PRIORITY_TIME_CRITICAL 对于实时优先级类线程在优先级31上运行,对于其他优先级类,线程在优先级15上运行。
最高 THREAD_PRIORITY_HIGHEST 线程在高于正常优先级上两级上运行。
高于正常 THREAD_PRIORITY_ABOVE_NORMAL 线程在正常优先级上一级上运行。
正常 THREAD_PRIORITY_NORMAL 线程在进程的优先级类上正常运行。
低于正常 THREAD_PRIORITY_BELOW_NORMAL 线程在低于正常优先级下一级上运行。
最低 THREAD_PRIORITY_LOWEST 线程在低于正常优先级下两级上运行。
空闲 THREAD_PRIORITY_IDLE 对于实时优先级类线程在优先级16上运行对于其他优先级类线程在优先级1上运行。
设置方法:
BOOL SetThreadPriority( HANDLE hThread, DWORD dwPriority );
DWORD GetThreadPriorityClass( HANDLE hThread );
8. 如何避免系统动态提高线程的优先级等级?
系统常常要提高线程的优先级等级,以便对窗口消息或读取磁盘等I/O事件作出响应。或者当系统发现一个线程在大约3至4s内一直渴望得到
CPU时间,它就将这个渴望得到CPU时间的线程的优先级动态提高到15,并让该线程运行两倍于它的时间量。当到了两倍时间量的时候,该线程的优先级立即
返回到它的基本优先级。下面的函数可以对系统的调度方式进行设置:
BOOL SetProcessPriorityBoost( HANDLE hProcess, BOOL bDisableBoost );
BOOL GetProcessPriorityBoost( HANDLE hProcess, PBOOL pbDisableBoost );
BOOL SetThreadPriorityBoost( HANDLE hThread, BOOL bDisableBoost );
BOOL GetThreadPriorityBoost( HANDLE hThread, PBOOL pbDisableBoost );
SetProcessPriorityBoost负责告诉系统激活或停用进行中的所有线程的优先级提高功能,而SetThreadPriorityBoost则激活或停用各个线程的优先级提高功能。Windows98没有提供这4个函数的有用的实现代码。
用户方式中线程的同步
1. 仅一条语句用不用考虑线程同步的问题?
当使用高级语言编程时,我们往往会认为一条语句是最小的原子访问,CPU不会在这条语句中间运行其他的线程。这是错误的,因为即使非常简单的一条高级语言
的语句,经编译器编译后也可能变成多行代码由计算机来执行。因此必须考虑线程同步的问题。任何线程都不应该通过调用简单的C语句来修改共享的变量。
2. 互锁函数有那些?
(1) LONG InterlockedExchangeAdd ( LPLONG Addend, LONG Increment );
Addend为长整型变量的地址,Increment为想要在Addend指向的长整型变量上增加的数值(可以是负数)。这个函数的主要作用是保证这个加操作为一个原子访问。
(2) LONG InterlockedExchange( LPLONG Target, LONG Value );
用第二个参数的值取代第一个参数指向的值。函数返回值为原始值。
(3) PVOID InterlockedExchangePointer( PVOID *Target, PVOID Value );
用第二个参数的值取代第一个参数指向的值。函数返回值为原始值。
(4) LONG InterlockedCompareExchange(
LPLONG Destination, LONG Exchange, LONG Comperand );
如果第三个参数与第一个参数指向的值相同,那么用第二个参数取代第一个参数指向的值。函数返回值为原始值。
(5) PVOID InterlockedCompareExchangePointer (
PVOID *Destination, PVOID Exchange, PVOID Comperand );
如果第三个参数与第一个参数指向的值相同,那么用第二个参数取代第一个参数指向的值。函数返回值为原始值。
3. 为什么单CPU的计算机不应该使用循环锁?
举例说明:
BOOL g_bResourceUse = FALSE;
……
void ThreadFunc1( )
{
BOOL bResourceUse = FALSE;
while( 1 )
{
bResourceUse = InterlockedExchange( &g_bResourceUse, TRUE );
if( bResourceUse == FALSE )
{
break;
}
Sleep( 0 );
}
……
……
……
InterlockedExchange( &g_bResourceUse, FALSE );
}
首先循环锁会浪费CPU时间。CPU必须不断地比较两个值,直到一个值由于另一个线程而“奇妙地”改变为止。而且使用该循环锁的线程都应该为同一优先级,
并且应当使用SetProcessPriorityBoost函数或SetThreadPriorityBoost函数禁止线程优先级的动态提高功能,否
则优先级较低的线程可能永远不能被调用。
4. 如何使用volatile声明变量?
如果是对共享资源的地址进行使用如&g_Resource那么可以不使用volatile,因为将一个变量地址传递给一个函数时,该函数必须从内
存读取该值。优化程序不会对它产生任何影响。如果直接使用变量,必须有一个volatile类型的限定词。它告诉编译器,变量可以被应用程序本身以外的某
个东西进行修改,这些东西包括操作系统,硬件或同时执行的线程等。volatile限定词会告诉编译器,不要对该变量进行任何优化,并且总是重新加载来自
该变量的内存单元的值。否则编译器会把变量的值存入CPU寄存器,每次对寄存器进行操作。线程就会进入一个无限循环,永远无法唤醒。
5. 如何使用关键代码段实现线程的同步?
如果需要一小段代码以原子操作的方式执行,这时简单的互锁函数已不能满足需要,必须使用关键代码段来解决问题。不过使用关键代码段时,很容易陷入死锁状
态,因为在等待进入关键代码段时无法设定超时值。关键代码段是通过对共享资源设置一个标志来实现的,就像厕所门上的“有人/没人”标志一样。这个标志就是
一个CRITICAL_SECTION变量。该变量在任何一个线程使用它之前应当进行初始化。初始化可以有两种方法,使用
InitializeCriticalSection函数和InitializeCriticalSectionAndSpinCount函数。然后在每
个使用共享资源的线程函数的关键代码段前使用EnterCriticalSection函数或者使用TryEnterCriticalSection函
数。在关键代码段使用之后调用LeaveCriticalSection函数。在所有的线程都不再使用该共享资源后应当调用
DeleteCriticalSection函数来清除该标志。举例说明:
const int MAX_TIMES = 1000;
int g_intIndex = 0;
DWORD g_dwTimes[MAX_TIMES];
CRITICAL_SECTION g_cs;
void Init( )
{
……
InitializeCriticalSection( &g_cs );
……
}
DWORD WINAPI FirstThread( PVOID lpParam )
{
while ( g_intIndex < MAX_TIMES )
{
EnterCriticalSection( &g_cs );
g_dwTimes[g_intIndex] = GetTickCount( );
g_intIndex++;
LeaveCriticalSection( &g_cs );
}
return 0;
}
DWORD WINAPI SecondThread( PVOID lpParam )
{
while ( g_intIndex < MAX_TIMES )
{
EnterCriticalSection( &g_cs );
g_intIndex++;
g_dwTimes[g_intIndex - 1] = GetTickCount( );
LeaveCriticalSection( &g_cs );
}
return 0;
}
void Close( )
{
……
DeleteCriticalSection( &g_cs );
……
}
使用关键代码段应当注意一些技巧:
(1) 每个共享资源使用一个CRITICAL_SECTION变量。
这样在当前线程占有一个资源时,另一个资源可以被其他线程占有。
EnterCriticalSection( &g_cs );
for ( intLoop = 0; intLoop < 100; intLoop++ )
{
g_intArray[intLoop] = 0;
g_uintArray[intLoop] = 0;
}
LeaveCriticalSection( &g_cs );
改为:
EnterCriticalSection( &g_csInt );
for ( intLoop = 0; intLoop < 100; intLoop++ )
{
g_intArray[intLoop] = 0;
}
LeaveCriticalSection( &g_csInt );
EnterCriticalSection( &g_csUint );
for ( intLoop = 0; intLoop < 100; intLoop++ )
{
g_uintArray[intLoop] = 0;
}
LeaveCriticalSection( &g_csUint );
(2) 同时访问多个资源,必须始终按照完全相同的顺序请求对资源的访问。
这样才能避免死锁状态产生。离开的顺序没有关系。
Thread1:
EnterCriticalSection( &g_csInt );
EnterCriticalSection( &g_csUint );
for ( intLoop = 0; intLoop < 100; intLoop++ )
{
g_uintArray[intLoop] = g_intArray[intLoop];
}
LeaveCriticalSection( &g_csInt );
LeaveCriticalSection( &g_csUint );
Thread2:
EnterCriticalSection( &g_csUint );
EnterCriticalSection( &g_csInt );
for ( intLoop = 0; intLoop < 100; intLoop++ )
{
g_uintArray[intLoop] = g_intArray[intLoop];
}
LeaveCriticalSection( &g_csInt );
LeaveCriticalSection( &g_csUint );
改为:
Thread1:
EnterCriticalSection( &g_csInt );
EnterCriticalSection( &g_csUint );
for ( intLoop = 0; intLoop < 100; intLoop++ )
{
g_uintArray[intLoop] = g_intArray[intLoop];
}
LeaveCriticalSection( &g_csInt );
LeaveCriticalSection( &g_csUint );
Thread2:
EnterCriticalSection( &g_csInt );
EnterCriticalSection( &g_csUint );
for ( intLoop = 0; intLoop < 100; intLoop++ )
{
g_uintArray[intLoop] = g_intArray[intLoop];
}
LeaveCriticalSection( &g_csInt );
LeaveCriticalSection( &g_csUint );
(3) 不要长时间运行关键代码段。
EnterCriticalSection( &g_cs );
SendMessage( hWnd, WM_SOMEMSG, &g_s, 0 );
LeaveCriticalSection( &g_cs );
改为:
EnterCriticalSection( &g_cs );
sTemp = g_s;
LeaveCriticalSection( &g_cs );
SendMessage( hWnd, WM_SOMEMSG, &sTemp, 0 );
6. InitializeCriticalSection/InitializeCriticalSectionAndSpinCount差别?
InitializeCriticalSection函数的返回值为空并且不会创建事件内核对象,比较节省系统资源,但是一旦发生两个或
多个线程争用关键代码段的情况,如果内存不足,关键代码段可能被争用,同时系统可能无法创建必要的事件内核对象。这时
EnterCriticalSection函数将会产生一个EXCEPTION_INVALID_HANDLE异常。这个错误非常少见。如果想对这种情况
有所准备,可以有两种选择。可以使用结构化异常处理方法来跟踪错误。当错误发生时,既可以不访问关键代码段保护的资源,也可以等待某些内存变成可用状态,
然后再次调用EnterCriticalSection函数。
另一种选择是使用InitializeCriticalSectionAndSpinCount,第二个参数dwSpinCount中,
传递的是在使线程等待之前它试图获得资源时想要循环锁循环迭代的次数。这个值可以是0至0x00FFFFFF之间的任何数字。如果在单处理器计算机上运行
时调用该函数,该参数被忽略,并且始终设置为0。使用InitializeCriticalSectionAndSpinCount函数创建关键代码段,
确保设置了dwSpinCount参数的高信息位。当该函数发现高信息位已经设置时,它就创建该事件内核对象,并在初始化时将它与关键代码段关联起来。如
果事件无法创建,该函数返回FALSE。可以更加妥善地处理代码中的这个事件。如果事件创建成功,EnterCriticalSection将始终都能运
行,并且决不会产生异常情况(如果总是预先分配事件内核对象,就会浪费系统资源。只有当代码不能容许EnterCriticalSection运行失败,
或者有把握会出现争用现象,或者预计进程将在内存非常短缺的环境中运行时,才能预先分配事件内核对象)。
7. TryEnterCriticalSection和EnterCriticalSection的差别是什么?
如果EnterCriticalSection将一个线程置于等待状态,那么该线程在很长时间内就不能再次被调度。实际上,在编写得不好
的应用程序中,该线程永远不会再次被赋予CPU时间。TryEnterCriticalSection函数决不允许调用线程进入等待状态。它的返回值能够
指明调用线程是否能够获得对资源的访问权。TryEnterCriticalSection发现该资源已经被另一个线程访问,它就返回FALSE。在其他
所有情况下,它均返回TRUE。运用这个函数,线程能够迅速查看它是否可以访问某个共享资源,如果不能访问,那么它可以继续执行某些其他操作,而不必进行
等待。如果TryEnterCriticalSection函数确实返回了TRUE,那么CRITICAL_SECTION的成员变量已经更新。
Windows98没有可以使用的TryEnterCriticalSection函数的实现代码。