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C++ Programmer's Cookbook

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windows核心編程--線程

進程是由兩個部分構成的,一個是進程內核對象,另一個是地址空間。同樣,線程也是由兩個部分組成的:

• 一個是線程的內核對象,操作系統用它來對線程實施管理。內核對象也是系統用來存放線程統計信息的地方。

• 另一個是線程堆棧,它用于維護線程在執行代碼時需要的所有函數參數和局部變量

進程從來不執行任何東西,它只是線程的容器。線程總是在某個進程環境中創建的,而且它的整個壽命期都在該進程中。如果在單進程環境中,你有兩個或多個線程正在運行,那么這兩個線程將共享單個地址空間。這些線程能夠執行相同的代碼,對相同的數據進行操作。這些線程還能共享內核對象句柄,因為句柄表依賴于每個進程而不是每個線程存在。
線程用于描述進程中的運行路徑。每當進程被初始化時,系統就要創建一個主線程。該線程與C / C + +運行期庫的啟動代碼一道開始運行,啟動代碼則調用進入點函數( m a i n、w m a i n、Wi n M a i n或w Wi n M a i n),并且繼續運行直到進入點函數返回并且C / C + +運行期庫的啟動代碼調用E x i t P r o c e s s為止。對于許多應用程序來說,這個主線程是應用程序需要的唯一線程。不過,進程能夠創建更多的線程來幫助執行它們的操作。

多線程有很多的好處,能更好地利用cpu,及其他的計算機資源,能夠使應用程序界面和后臺操作同時進行,提供更加友好的用戶接口.但是如果用的不合適的化,會帶來不必要的麻煩,例如Windows Explorer為每個文件夾窗口創建了一個獨立的線程。它使你能夠將文件從一個文件夾拷貝到另一個文件夾,并且仍然可以查看你的系統上的其他文件夾。
CreateThread函數

每個線程必須擁有一個進入點函數,線程從這個進入點開始運行。前面已經介紹了主線程的進入點函數:即m a i n、w m a i n、Wi n M a i n或w Wi n M a i n。如果想要在你的進程中創建一個輔助線程,它必定也是個進入點函數,類似下面的樣子:

DWORD WINAPI ThreadFunc(PVOID pvParam)
{
DWORD dwResult = 0;
...
return(dwResult);
}

 

 
線程函數必須返回一個值,它將成為該線程的退出代碼。這與C / C + +運行期庫關于讓主線程的退出代碼作為進程的退出代碼的原則是相似的。

 

 

 

 

• 線程函數(實際上是你的所有函數)應該盡可能使用函數參數和局部變量。當使用靜態變量和全局變量時,多個線程可以同時訪問這些變量,這可能破壞變量的內容。然而,參數和局部變量是在線程堆棧中創建的,因此它們不太可能被另一個線程破壞。


前面已經講述了調用C r e a t e P r o c e s s函數時如何創建進程的主線程。如果想要創建一個或多個輔助函數,只需要讓一個已經在運行的線程來調用C r e a t e T h r e a d:

 

 

    HANDLE CreateThread(
   PSECURITY_ATTRIBUTES psa,
   DWORD cbStack,
   PTHREAD_START_ROUTINE pfnStartAddr,
   PVOID pvParam,
   DWORD fdwCreate,
   PDWORD pdwThreadID);


當C r e a t e T h r e a d被調用時,系統創建一個線程內核對象。

系統從進程的地址空間中分配內存,供線程的堆棧使用。新線程運行的進程環境與創建線程的環境相同。因此,新線程可以訪問進程的內核對象的所有句柄、進程中的所有內存和在這個相同的進程中的所有其他線程的堆棧。這使得單個進程中的多個線程確實能夠非常容易地互相通信。

終止線程的運行

若要終止線程的運行,可以使用下面的方法:

• 線程函數返回(最好使用這種方法)。

• 通過調用E x i t T h r e a d函數,線程將自行撤消(最好不要使用這種方法)。

• 同一個進程或另一個進程中的線程調用Te r m i n a t e T h r e a d函數(應該避免使用這種方法)。

• 包含線程的進程終止運行(應該避免使用這種方法)。

線程函數返回

始終都應該將線程設計成這樣的形式,即當想要線程終止運行時,它們就能夠返回。這是確保所有線程資源被正確地清除的唯一辦法。

如果線程能夠返回,就可以確保下列事項的實現:

• 在線程函數中創建的所有C + +對象均將通過它們的撤消函數正確地撤消。

• 操作系統將正確地釋放線程堆棧使用的內存。

• 系統將線程的退出代碼(在線程的內核對象中維護)設置為線程函數的返回值。

• 系統將遞減線程內核對象的使用計數。

ExitThread函數

可以讓線程調用E x i t T h r e a d函數,以便強制線程終止運行:
VOID ExitThread(DWORD dwExitCode);

該函數將終止線程的運行,并導致操作系統清除該線程使用的所有操作系統資源。但是,C + +資源(如C + +類對象)將不被撤消。
TerminateThread函數

調用Te r m i n a t e T h r e a d函數也能夠終止線程的運行:

                    BOOL TerminateThread(
   HANDLE hThread,
   DWORD dwExitCode);


與E x i t T h r e a d不同,E x i t T h r e a d總是撤消調用的線程,而Te r m i n a t e T h r e a d能夠撤消任何線程。
注意Te r m i n a t e T h r e a d函數是異步運行的函數,也就是說,它告訴系統你想要線程終止運行,但是,當函數返回時,不能保證線程被撤消。如果需要確切地知道該線程已經終止運行,必須調用Wa i t F o r S i n g l e O b j e c t (第9章介紹)或者類似的函數,傳遞線程的句柄。此外,當線程終止運行時, D L L通常接收通知。如果使用Terminate Thread 強迫線程終止,D L L就不接收通知,這能阻止適當的清除
在進程終止運行時撤消線程
E x i t P r o c e s s和Te r m i n a t e P r o c e s s函數也可以用來終止線程的運行。差別在于這些線程將會使終止運行的進程中的所有線程全部終止運行。另外,由于整個進程已經被關閉,進程使用的所有資源肯定已被清除。這當然包括所有線程的堆棧。這兩個函數會導致進程中的剩余線程被強制撤消,就像從每個剩余的線程調用Te r m i n a t e T h r e a d一樣。顯然,這意味著正確的應用程序清除沒有發生,即C + +對象撤消函數沒有被調用,數據沒有轉至磁盤等等。
線程終止運行時發生的操作

當線程終止運行時,會發生下列操作:

• 線程擁有的所有用戶對象均被釋放。在Wi n d o w s中,大多數對象是由包含創建這些對象的線程的進程擁有的。但是一個線程擁有兩個用戶對象,即窗口和掛鉤。當線程終止運行時,系統會自動撤消任何窗口,并且卸載線程創建的或安裝的任何掛鉤。其他對象只有在擁有線程的進程終止運行時才被撤消。

• 線程的退出代碼從S T I L L _ A C T I V E改為傳遞給E x i t T h r e a d或Te r m i n a t e T h r e a d的代碼。

• 線程內核對象的狀態變為已通知。

• 如果線程是進程中最后一個活動線程,系統也將進程視為已經終止運行。

• 線程內核對象的使用計數遞減1。

當一個線程終止運行時,在與它相關聯的線程內核對象的所有未結束的引用關閉之前,該內核對象不會自動被釋放。

由于線程常常要改變它的(或它的進程的)環境,因此Wi n d o w s提供了一些函數,使線程能夠很容易引用它的進程內核對象,或者引用它自己的線程內核對象:

 HANDLE GetCurrentProcess();
HANDLE GetCurrentThread();


(還有對應的函數可以得到進程和線程的id)
上面這兩個函數都能返回調用線程的進程的偽句柄或線程內核對象的偽句柄。這些函數并不在創建進程的句柄表中創建新句柄。還有,調用這些函數對進程或線程內核對象的使用計數沒有任何影響。如果調用C l o s e H a n d l e,將偽句柄作為參數來傳遞,那么C l o s e H a n d l e就會忽略該函數的調用并返回FA L S E。
有時可能需要獲得線程的實句柄而不是它的偽句柄。所謂“實句柄”,我是指用來明確標識一個獨一無二的線程的句柄。線程的偽句柄是當前線程的句柄,也就是說,它是調用函數的線程的句柄。
偽句柄變成實句柄。D u p l i c a t e H a n d l e函數能夠執行這一轉換:

                    BOOL DuplicateHandle(
   HANDLE hSourceProcess, 
   HANDLE hSource,
   HANDLE hTargetProcess, 
   PHANDLE phTarget,
   DWORD fdwAccess, 
   BOOL bInheritHandle, 
   DWORD fdwOptions);

通常可以使用這個函數,用與另一個進程相關的內核對象來創建一個與進程相關的新句柄。

還要指出,D u p l i c a t e H a n d l e可以用來將進程的偽句柄轉換成進程的實句柄,如下面的代碼所示:

    HANDLE hProcess;
DuplicateHandle(
   GetCurrentProcess(),    
//  Handle of process that the process 
                           
//  pseudo-handle is relative to
   GetCurrentProcess(),     //  Process's pseudo-handle
   GetCurrentProcess(),     //  Handle of process that the new, real,
                           
//  process handle is relative to
    & hProcess,               //  Will receive the new, real 
                           
//  handle identifying the process
    0 ,                       //  Ignored because of DUPLICATE_SAME_ACCESS
   FALSE,                   //  New thread handle is not inheritable
   DUPLICATE_SAME_ACCESS);  //  New process handle has same 
                           
//  access as pseudo-handle

posted on 2006-09-13 15:34 夢在天涯 閱讀(1785) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: Windows API

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