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C++ Programmer's Cookbook

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windows核心編程--纖程

比線程更小的單位,好像用的不多的哦


纖程的操作

首先要注意的一個問題是,實現(xiàn)線程的是Wi n d o w s內(nèi)核。操作系統(tǒng)清楚地知道線程的情況,并且根據(jù)M i c r o s o f t定義的算法對線程進(jìn)行調(diào)度。纖程是以用戶方式代碼來實現(xiàn)的,內(nèi)核并不知道纖程,并且它們是根據(jù)用戶定義的算法來調(diào)度的。由于你定義了纖程的調(diào)度算法,因此,就內(nèi)核而言,纖程采用非搶占式調(diào)度方式。

需要了解的下一個問題是,單線程可以包含一個或多個纖程。就內(nèi)核而言,線程是搶占調(diào)度的,是正在執(zhí)行的代碼。然而,線程每次執(zhí)行一個纖程的代碼—你決定究竟執(zhí)行哪個纖程(隨著我們講解的深入,這些概念將會越來越清楚)。

當(dāng)使用纖程時,你必須執(zhí)行的第一步操作是將現(xiàn)有的線程轉(zhuǎn)換成一個纖程。可以通過調(diào)用C o n v e r t T h r e a d To F i b e r函數(shù)來執(zhí)行這項操作:

PVOID ConvertThreadToFiber(PVOID pvParam);
該函數(shù)為纖程的執(zhí)行環(huán)境分配相應(yīng)的內(nèi)存(約為2 0 0字節(jié))。該執(zhí)行環(huán)境由下列元素組成:

? 一個用戶定義的值,它被初始化為傳遞給C o n v e r t T h r e a d To F i b e r的p v P a r a m參數(shù)的值。?

? 結(jié)構(gòu)化異常處理鏈的頭。?

? 纖程內(nèi)存棧的最高和最低地址(當(dāng)將線程轉(zhuǎn)換成纖程時,這也是線程的內(nèi)存棧)。?

? CPU寄存器,包括堆棧指針、指令指針和其他。

當(dāng)對纖程的執(zhí)行環(huán)境進(jìn)行分配和初始化后,就可以將執(zhí)行環(huán)境的地址與線程關(guān)聯(lián)起來。該線程被轉(zhuǎn)換成一個纖程,而纖程則在該線程上運(yùn)行。C o n v e r t T h r e a d To F i b e r函數(shù)實際上返回纖程的執(zhí)行環(huán)境的內(nèi)存地址。雖然必須在晚些時候使用該地址,但是決不應(yīng)該自己對該執(zhí)行環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作,因為必要時纖程函數(shù)會為你對該結(jié)構(gòu)的內(nèi)容進(jìn)行操作。現(xiàn)在,如果你的纖程(線程)返回或調(diào)用E x i t T h r e a d函數(shù),那么纖程和線程都會終止運(yùn)行。

除非打算創(chuàng)建更多的纖程以便在同一個線程上運(yùn)行,否則沒有理由將線程轉(zhuǎn)換成纖程。若要創(chuàng)建另一個纖程,該線程(當(dāng)前正在運(yùn)行纖程的線程)可以調(diào)用C r e a t e F i b e r函數(shù):

PVOID CreateFiber(
   DWORD dwStackSize,
   PFIBER_START_ROUTINE pfnStartAddress,
   PVOID pvParam);
C r e a t e F i b e r首先設(shè)法創(chuàng)建一個新內(nèi)存棧,它的大小由d w S t a c k S i z e參數(shù)來指明。通常傳遞的參數(shù)是0,按照默認(rèn)設(shè)置,它創(chuàng)建一個內(nèi)存棧,其大小可以擴(kuò)展為1 M B,不過開始時有兩個存儲器頁面用于該內(nèi)存棧。如果設(shè)定一個非0值,那么就用設(shè)定的大小來保存和使用內(nèi)存棧。

接著,C r e a t e F i b e r函數(shù)分配一個新的纖程執(zhí)行環(huán)境結(jié)構(gòu),并對它進(jìn)行初始化。該用戶定義的值被設(shè)置為傳遞給C r e a t e F i b e r的p v P a r a m參數(shù)的值,新內(nèi)存棧的最高和最低地址被保存,同時,纖程函數(shù)的內(nèi)存地址(作為p f n S t a r t A d d r e s s參數(shù)來傳遞)也被保存。

P f n S t a r t A d d r e s s參數(shù)用于設(shè)定必須實現(xiàn)的纖程例程的地址,它必須采用下面的原型:

VOID WINAPI FiberFunc(PVOID pvParam);
當(dāng)纖程被初次調(diào)度時,該函數(shù)就開始運(yùn)行,并且將原先傳遞給C r e a t e F i b e r的p v P a r a m的值傳遞給它。可以在這個纖程函數(shù)中執(zhí)行想執(zhí)行的任何操作。但是該函數(shù)的原型規(guī)定返回值是V O I D,這并不是因為返回值沒有任何意義,而是因為該函數(shù)根本不應(yīng)該返回。如果纖程確實返回了,那么線程和該線程創(chuàng)建的所有纖程將立即被撤消。

與C o n v e r t T h r e a d To F i b e r函數(shù)一樣,C r e a t e F i b e r函數(shù)也返回纖程運(yùn)行環(huán)境的內(nèi)存地址。但是,與C o n v e r t T h r e a d To F i b e r不同的是,這個新纖程并不執(zhí)行,因為當(dāng)前運(yùn)行的纖程仍然在執(zhí)行。在單個線程上,每次只能運(yùn)行一個纖程。若要使新纖程能夠運(yùn)行,可以調(diào)用Switch To Fiber函數(shù):

VOID SwitchToFiber(PVOID pvFiberExecutionContext);
Switch To Fiber 函數(shù)只有一個參數(shù),即p v F i b e r E x e c u t i o n C o n t e x t,它是上次調(diào)用C o n v e r t T h r e a d To F i b e r或C r e a t e F i b e r函數(shù)時返回的纖程的執(zhí)行環(huán)境的內(nèi)存地址。該內(nèi)存地址告訴該函數(shù)要對哪個纖程進(jìn)行調(diào)度。S w i t c h To F i b e r函數(shù)在內(nèi)部執(zhí)行下列操作步驟:

1) 它負(fù)責(zé)將某些當(dāng)前的C P U寄存器保存在當(dāng)前運(yùn)行的纖程執(zhí)行環(huán)境中,包括指令指針寄存器和堆棧指針寄存器。

2) 它將上一次保存在即將運(yùn)行的纖程的執(zhí)行環(huán)境中的寄存器裝入C P U寄存器。這些寄存器包括堆棧指針寄存器。這樣,當(dāng)線程繼續(xù)執(zhí)行時,就可以使用該纖程的內(nèi)存棧。

3) 它將纖程的執(zhí)行環(huán)境與線程關(guān)聯(lián)起來,線程運(yùn)行特定的纖程。

4) 它將線程的指令指針設(shè)置為已保存的指令指針。線程(纖程)從該纖程上次執(zhí)行的地方開始繼續(xù)執(zhí)行。

S w i t c h To F i b e r函數(shù)是纖程獲得C P U時間的唯一途徑。由于你的代碼必須在相應(yīng)的時間顯式調(diào)用S w i t c h To F i b e r函數(shù),因此你對纖程的調(diào)度可以實施全面的控制。記住,纖程的調(diào)度與線程調(diào)度毫不相干。纖程運(yùn)行所依賴的線程始終都可以由操作系統(tǒng)終止其運(yùn)行。當(dāng)線程被調(diào)度時,當(dāng)前選定的纖程開始運(yùn)行,而其他纖程則不能運(yùn)行,除非顯式調(diào)用S w i t c h To F i b e r函數(shù)。若要撤消纖程,可以調(diào)用D e l e t e F i b e r函數(shù):

VOID DeleteFiber(PVOID pvFiberExecutionContext);
該函數(shù)用于刪除p v F i b e r E x e c u t i o n C o n t e x t參數(shù)指明的纖程,當(dāng)然這是纖程的執(zhí)行環(huán)境的地址。該函數(shù)能夠釋放纖程棧使用的內(nèi)存,然后撤消纖程的執(zhí)行環(huán)境。但是,如果傳遞了當(dāng)前與線程相關(guān)聯(lián)的纖程地址,那么該函數(shù)就在內(nèi)部調(diào)用E x i t T h r e a d函數(shù),該線程及其創(chuàng)建的所有纖程全部被撤消。

D e l e t e F i b e r函數(shù)通常由一個纖程調(diào)用,以便刪除另一個纖程。已經(jīng)刪除的纖程的內(nèi)存棧將被撤消,纖程的執(zhí)行環(huán)境被釋放。注意,纖程與線程之間的差別在于,線程通常通過調(diào)用E x i t T h r e a d函數(shù)將自己撤消。實際上,用一個線程調(diào)用Te r m i n a t e T h r e a d函數(shù)來終止另一個線程的運(yùn)行,是一種不好的方法。如果你確實調(diào)用了Te r m i n a t e T h r e a d函數(shù),系統(tǒng)并不撤消已經(jīng)終止運(yùn)行的線程的內(nèi)存棧。可以利用纖程的這種能力來刪除另一個纖程,后面介紹示例應(yīng)用程序時將說明這是如何實現(xiàn)的。

為了使操作更加方便,還可以使用另外兩個纖程函數(shù)。一個線程每次可以執(zhí)行一個纖程,操作系統(tǒng)始終都知道當(dāng)前哪個纖程與該線程相關(guān)聯(lián)。如果想要獲得當(dāng)前運(yùn)行的纖程的執(zhí)行環(huán)境的地址,可以調(diào)用G e t C u r r e n t F i b e r函數(shù):

PVOID GetCurrentFiber();
另一個使用非常方便的函數(shù)是G e t F i b e r D a t a:

PVOID GetFiberData();
前面講過,每個纖程的執(zhí)行環(huán)境包含一個用戶定義的值。這個值使用作為C o n v e r t T h r e a dTo F i b e r或C r e a t e F i b e r的p v P a r a m參數(shù)而傳遞的值進(jìn)行初始化。該值也可以作為纖程函數(shù)的參數(shù)來傳遞。G e t F i b e r D a t a只是查看當(dāng)前執(zhí)行的纖程的執(zhí)行環(huán)境,并返回保存的值。

無論G e t C u r r e n t F i b e r還是G e t F i b e r D a t a,運(yùn)行速度都很快,并且通常是作為內(nèi)蘊(yùn)函數(shù)(infrinsic funcfion)來實現(xiàn)的,這意味著編譯器能夠為這些函數(shù)生成內(nèi)聯(lián)代碼。

posted on 2006-09-15 15:08 夢在天涯 閱讀(3838) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: Windows API

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