windows核心編程–線程

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

• 一個是線程的核心對象，作業系統用它來對線程實施管理。核心對象也是系統用來存放線程統計資訊的地方。

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

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建立的，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，那麼這兩個線程將共用單個地址空間。這些線程能夠執行相同的代碼，對相同的資料進行操作。這些線程還能共用核心物件控點，因為控制代碼表依賴於每個進程而不是每個線程存在。
線程用於描述進程中的運行路徑。每當進程被初始化時，系統就要建立一個主線程。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），並且繼續運行直到進入點函數返回並且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。對於許多應用程式來說，這個主線程是應用程式需要的唯一線程。不過，進程能夠建立更多的線程來協助執行它們的操作。

多線程有很多的好處,能更好地利用cpu,及其他的電腦資源,能夠使應用程式介面和後台操作同時進行,提供更加友好的使用者介面.但是如果用的不合適的化,會帶來不必要的麻煩,例如Windows Explorer為每個檔案夾視窗建立了一個獨立的線程。它使你能夠將檔案從一個檔案夾拷貝到另一個檔案夾，並且仍然可以查看你的系統上的其他檔案夾。
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建立一個輔助線程，它必定也是個進入點函數，類似下面的樣子：  
線程函數必須返回一個值，它將成為該線程的結束代碼。這與C / C + +運行期庫關於讓主線程的結束代碼作為進程的結束代碼的原則是相似的。

 

• 線程函數（實際上是你的所有函數）應該儘可能使用函數參數和局部變數。當使用靜態變數和全域變數時，多個線程可以同時訪問這些變數，這可能破壞變數的內容。然而，參數和局部變數是線上程堆棧中建立的，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函數時如何建立進程的主線程。如果想要建立一個或多個輔助函數，只需要讓一個已經在啟動並執行線程來調用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，系統建立一個線程核心對象。

系統從進程的地址空間中分配記憶體，供線程的堆棧使用。新線程啟動並執行進程環境與建立線程的環境相同。因此，新線程可以訪問進程的核心對象的所有控制代碼、進程中的所有記憶體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訊。

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：

• 線上程函數中建立的所有C + +對象均將通過它們的撤消函數正確地撤消。

• 作業系統將正確地釋放線程堆棧使用的記憶體。

• 系統將線程的結束代碼（線上程的核心對象中維護）設定為線程函數的傳回值。

• 系統將遞減線程核心對象的使用計數。

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，並導致作業系統清除該線程使用的所有作業系統資源。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函數是非同步啟動並執行函數，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，傳遞線程的控制代碼。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。差別在於這些線程將會使終止啟動並執行進程中的所有線程全部終止運行。另外，由於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餘線程被強制撤消，就像從每個剩餘的線程調用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式清除沒有發生，即C + +對象撤消函數沒有被調用，資料沒有轉至磁碟等等。
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：

• 線程擁有的所有使用者物件均被釋放。在Wi n d o w s中，大多數對象是由包含建立這些對象的線程的進程擁有的。但是一個線程擁有兩個使用者物件，即視窗和掛鈎。當線程終止運行時，系統會自動撤消任何視窗，並且卸載線程建立的或安裝的任何掛鈎。其他對象只有在擁有線程的進程終止運行時才被撤消。

• 線程的結束代碼從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。

• 線程核心對象的狀態變為已通知。

• 如果線程是進程中最後一個活動線程，系統也將進程視為已經終止運行。

• 線程核心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核心對象的所有未結束的引用關閉之前，該核心對象不會自動被釋放。

由於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核心對象，或者引用它自己的線程核心對象：

 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控制代碼或線程核心對象的偽控制代碼。這些函數並不在建立進程的控制代碼表中建立新控制代碼。還有，調用這些函數對進程或線程核心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，將偽控制代碼作為參數來傳遞，那麼C l o s e H a n d l e就會忽略該函數的調用並返回FA L S E。
有時可能需要獲得線程的實控制代碼而不是它的偽控制代碼。所謂“實控制代碼”，我是指用來明確標識一個獨一無二的線程的控制代碼。線程的偽控制代碼是當前線程的控制代碼，也就是說，它是調用函數的線程的控制代碼。
偽控制代碼變成實控制代碼。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核心對象來建立一個與進程相關的新控制代碼。

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控制代碼轉換成進程的實控制代碼，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

 

 

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