本笔记整理自:《Windows核心编程(第五版)》

何为线程

  • 线程(英语:thread)是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。每一个进程至少包含一个线程。
  • 主线程是以main、wmain、WinMain或wWinMain作为入口的线程。
  • 线程即为程序作业的一道流程。程序(可以认为是一个进程)可以包含多个线程,这几个线程根据优先级与状态,有次序的利用CPU执行相应工作。

线程的开始和结束

创建线程

  • CreateThread:Windows函数
/*
* include:Windows.h
* 创建一个线程(操作系统级别的API)
* @params:
* psa : 指向 PSECURITY_ATTRIBUTES 结构体的指针。传入 NULL为默认
* cbStackSize : 指定线程可以为其线程栈使用多少地址空间
* pfnStartAddr: 线程的函数入口地址
* pvParam : 函数入口的参数
* dwCreateFlags : 创建线程的标志
* pdwThreadID : 返回创建线程的ID
*/
HANDLE CreateThread(
PSECURITY_ATTRIBUTES psa,
DWORD cbStackSize,
PTHREAD_START_ROYTINE pfnStartAddr,
PVOID pvParam,
DWORD dwCreateFlags,
PDWORD pdwThreadID
); //samples:
DWORD thread_id;
HANDLE thread_handle;
thread_handle = CreateThread(NULL, 2, ThreadFunc, NULL, CREATE_SUSPENDED, &thread_id);
if (thread_handle)
ResumeThread(thread_handle);
  • _beginthreadex:C-Rumtime Library函数 (建议使用)
/*
* include:process.h
* 创建一个线程(操作系统级别的API)
* @params:
* security : 安全属性, 为NULL时表示默认安全性
* stack_size : 线程的堆栈大小, 一般默认为0
* start_address: 所要启动的线程函数
* argilist : 线程函数的参数, 是一个void*类型, 传递多个参数时用结构体
* initflag : 新线程的初始状态,0表示立即执行,CREATE_SUSPENDED表示创建之后挂起
* threaddr : 用来接收线程ID
*/
_beginthreadex
void *security,
unsigned stack_size,
unsigned(_stdcall *start_address)(void *),
void *argilist,
unsigned initflag,
unsigned *threaddr
);

终止线程

  • 方法(后面的三种都是“强杀”,不建议这么做)

    • 线程函数返回(最自然的一种方法,最好这么做)
    • 自身线程调用ExitThread
    • 同一个进程或另一个进程的线程调用TerminateThread
    • 包含线程的进程终止运行
  • 线程函数返回

static unsigned _stdcall ThreadEnterProc(void* param)
{
while(!IsStop)
{
//TO-DO
//...
}
return 0; //自然退出
}
  • ExitThread:线程自身调用,用于自我关闭
VOID ExitThread(DWORD dwExitCode);  //哪个线程调用此函数就意味着要关闭哪一个线程(“自杀”)
  • TerminateThread:终止某线程。

注意此函数是异步的,因此就算返回了true,只能证明它响应了此操作,但不能保证线程已经停止运行

BOOL TerminateThread(HANDLE hThread,DWORD dwExitCode);

线程运行时的调度和线程优先级

挂起(暂停)、恢复与睡眠

  • 创建挂起的线程,可以让我们在恢复前修改线程的属性信息。
  • 线程可以自己调用函数挂起,但不能自己恢复。
  • 一个线程可以最多被挂起 MAXIMUM_SUSPEND_COUNT 次
  • 应用程序使用挂起操作时必须要小心,要明确知道正在进行什么操作。

挂起

/*
* @param:
* hThread:想要挂起的线程句柄
* @return
* 返回线程的前一个挂起计数(注意是前一个)
*/
DWORD SuspendThread(HANDLE hThread);

恢复

/*
* @param:
* hThread:想要恢复的线程句柄
*
* @return
* 如果线程恢复成功,它将返回线程的前一个挂起计数(线程可以被多次挂起,因此这个返回值可以提示我们还要恢复几次才能获得 CPU 资源)
* 否则,它将返回 0xFFFFFFFF
*/
DWORD ResumeThread(HANDLE hThread);

睡眠

  • 调用Sleep,将使用线程自愿放弃属于它的时间片中剩下的部分
  • Sleep的精确度是较低的(近似于所设定的毫秒),苏醒取决于当前系统其他线程的情况.
  • 传入参数:INFINITE是在告诉系统,永远不要分配 CPU 给这个系统
  • Sleep可以传递0,表示放弃时间片的剩余部分(以等待下一次轮询),CPU将让让渡给优先度相对或更高的线程。

基于上面对线程睡眠的解释,我们应该了解到,Sleep(milliseconds)并不意味着线程要暂停milliseconds。而是在milliseconds的时间内放弃占用CPU。milliseconds后此线程加入到线程待轮询队列,等待使用CPU。

/*
* 将进程挂起dwMilliseconds的事件
*
* @param
* dwMilliseconds : 睡眠时间
*/
DWORD Sleep(DWORD dwMilliseconds);

线程切换

  • 线程切换相当于Sleep(0),但不同的点是线程切换忽略了优先级,它可以给优先级低的线程让出CPU。
  • 如果存在另一个可调度线程,那么系统会让此线程运行。
  • 调用函数时,系统查看是否存在正急需 CPU 时间的饥饿线程。如果没有,SwitchToThread立即返回。如果存在,SwitchToThread则调度该线程(忽略优先级)
BOOL SwitchToThread();

线程优先级

Windows支持的线程相对优先级

相对线程优先级 符号常数 描述
time-critical THREAD PRIORITY_ TIME CRITICAL 对于real-time优先级类,线程运行在31上;所有其他优先级运行在15
highest THREAD_ PRIORITY_ HIGHEST 线程运行在高于normal之上一个级别
above normal THREAD PRIORITY_ ABOVE_ NORMAL 线程运行在高于normal之上一个级别
normal THREAD PRIORITY_ NORMAL 线程运行在进程normal级别上
below normal THREAD PRIORITY_ BELOW_ NORMAL 线程运行在低于normal之下一一个级别
lowest THREAD_ PRIORITY_ LOWEST 线程运行在低于normal之下两个级别
idle THREAD_ PRIORITY_ IDLE 对于real-time优先级类,线程运行在16;所有其他优先级运行在1

设置线程优先级

BOOL SetThreadPriority(
HANDLE hThread,
int nPriority
);

是否启用动态提升优先级

/*
* 启用or禁止动态提升优先级
*
* @param
* hThread : 线程句柄
* bDisablePriorityBoost : 是否禁止。TRUE为禁用,FALSE为启用。
*/
BOOL SetThreadPriorityBoost(HANDLE hThread,BOOL bDisablePriorityBoost);

获取线程信息

线程句柄

HANDLE GetCurrentThread();

线程ID

DWORD GetCurrentThreadId();

线程状态

/*
* @params:
* hThread : 线程句柄
* pdwExitCode : 线程退出状态
*
* Descriptions:
* 若线程未终止,则 pdwExitCode == STILL_ACTIVE
*/
BOOL GetExitCodeThread(HANDLE hThread,PDWORD pdwExitCode);

线程优先级

//获取当前线程优先级
int GetThreadPriority(HANDLE hThread);

线程上下文

/*
* @Descriptions:获取当前想成上下文
*
* @Notes:调用时请先挂起线程
*/
BOOL GetThreadContext(HANDLE hThread,PCONTEXT pContent);

线程的运行时间

/*
* @Descriptions:获取进程、线程的时间信息
*
* @params:
* ftCreationTime :创建时间
* ftExitTime: 退出时间,运行时推出时间是没有定义的
* ftKernelTime : 线程执行内核模式下的操作系统代码所用时间
* ftUserTime : 线程执行用户代码所用时间的绝对值
*/
GetThreadTimes(GetCurrentThread(), &ftCreationTime, &ftExitTime, &ftKernelTime, &ftUserTime);

其他:句柄复制

/*
* 注意:因为创建了一个句柄,使用计数+1,因此,当使用完成后需要调用 CloseHandle()
*/ BOOL DuplicateHandle
(
HANDLE hSourceProcess,
HANDLE hSource,
HANDLE hTargetProcess,
PHANDLE phTarget,
DWORD dwDesiredAccess,
BOOL bInheritHandle,
DWORD dwOptions
); //sample
HANDLE hCurrentThread;
DuplicateHandle(GetCurrentProcess(), GetCurrentThread(), GetCurrentProcess(), hCurrentThread, 0, FALSE, DUPLICATE_SAME_ACCESS); //as Params And Use It,You must do:
CloseHandle(hCurrentThread);

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