線程的基礎(chǔ)知識
1. 進(jìn)程與線程有那些區(qū)別和聯(lián)系？
l 每個進(jìn)程至少需要一個線程。
l 進(jìn)程由兩部分構(gòu)成：進(jìn)程內(nèi)核對象，地址空間。線程也由兩部分組成：線程內(nèi)核對象，操作系統(tǒng)用它來對線程實(shí)施管理。線程堆棧，用于維護(hù)線程在執(zhí)行代碼時需要的所有函數(shù)參數(shù)和局部變量。
l 進(jìn)程是不活潑的。進(jìn)程從來不執(zhí)行任何東西，它只是線程的容器。線程總是在某個進(jìn)程環(huán)境中創(chuàng)建的，而且它的整個壽命期都在該進(jìn)程中。
l 如果在單進(jìn)程環(huán)境中，有多個線程正在運(yùn)行，那么這些線程將共享單個地址空間。這些線程能夠執(zhí)行相同的代碼，對相同的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。這些線程還能共享內(nèi)核對象句柄，因?yàn)榫浔硪蕾囉诿總€進(jìn)程而不是每個線程存在。
l 進(jìn)程使用的系統(tǒng)資源比線程多得多。實(shí)際上，線程只有一個內(nèi)核對象和一個堆棧，保留的記錄很少，因此需要很少的內(nèi)存。因此始終都應(yīng)該設(shè)法用增加線程來解決編程問題，避免創(chuàng)建新的進(jìn)程。但是許多程序設(shè)計(jì)用多個進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)會更好些。
2. 如何使用_beginthreadex函數(shù)？
使用方法與CreateThread函數(shù)相同，只是調(diào)用參數(shù)類型需要轉(zhuǎn)換。
3. 如何使用CreateThread函數(shù)？
當(dāng)CreateThread被調(diào)用時，系統(tǒng)創(chuàng)建一個線程內(nèi)核對象。該線程內(nèi)核對象不是線程本身，而是操作系統(tǒng)用來管理線程的較小的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。使用時應(yīng)當(dāng)注意在不需要對線程內(nèi)核進(jìn)行訪問后調(diào)用CloseHandle函數(shù)關(guān)閉線程句柄。因?yàn)镃reateThread函數(shù)中使用某些C/C++運(yùn)行期庫函數(shù)時會有內(nèi)存泄漏，所以應(yīng)當(dāng)盡量避免使用。
參數(shù) 含義
lpThreadAttributes 如果傳遞NULL該線程使用默認(rèn)安全屬性。如果希望所有的子進(jìn)程能夠繼承該線程對象的句柄，必須將它的bInheritHandle成員被初始化為TRUE。
dwStackSize 設(shè)定線程堆棧的地址空間。如果非0，函數(shù)將所有的存儲器保留并分配給線程的堆棧。如果是0，CreateThread就保留一個區(qū)域，并且將鏈接程序嵌入.exe文件的/STACK鏈接程序開關(guān)信息指明的存儲器容量分配給線程堆棧。
lpStartAddress 線程函數(shù)的地址。
lpParameter 傳遞給線程函數(shù)的參數(shù)。
dwCreationFlags 如果是0，線程創(chuàng)建后立即進(jìn)行調(diào)度。如果是CREATE_SUSPENDED，系統(tǒng)對它進(jìn)行初始化后暫停該線程的運(yùn)行。
LpThreadId 用來存放系統(tǒng)分配給新線程的ID。
4. 如何終止線程的運(yùn)行？
（1） 線程函數(shù)返回（最好使用這種方法）。
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(xiàng)的實(shí)現(xiàn)：
•在線程函數(shù)中創(chuàng)建的所有C++對象均將通過它們的撤消函數(shù)正確地撤消。
•操作系統(tǒng)將正確地釋放線程堆棧使用的內(nèi)存。
•系統(tǒng)將線程的退出代碼設(shè)置為線程函數(shù)的返回值。
•系統(tǒng)將遞減線程內(nèi)核對象的使用計(jì)數(shù)。
（2） 調(diào)用ExitThread函數(shù)（最好不要使用這種方法）。
該函數(shù)將終止線程的運(yùn)行，并導(dǎo)致操作系統(tǒng)清除該線程使用的所有操作系統(tǒng)資源。但是，C++資源（如C++類對象）將不被撤消。
（3） 調(diào)用TerminateThread函數(shù)（應(yīng)該避免使用這種方法）。
TerminateThread能撤消任何線程。線程的內(nèi)核對象的使用計(jì)數(shù)也被遞減。TerminateThread函數(shù)是異步運(yùn)行的函數(shù)。如果要確切地知道該線程已經(jīng)終止運(yùn)行，必須調(diào)用WaitForSingleObject或者類似的函數(shù)。當(dāng)使用返回或調(diào)用ExitThread的方法撤消線程時，該線程的內(nèi)存堆棧也被撤消。但是，如果使用TerminateThread，那么在擁有線程的進(jìn)程終止運(yùn)行之前，系統(tǒng)不撤消該線程的堆棧。
（4） 包含線程的進(jìn)程終止運(yùn)行（應(yīng)該避免使用這種方法）。
由于整個進(jìn)程已經(jīng)被關(guān)閉，進(jìn)程使用的所有資源肯定已被清除。就像從每個剩余的線程調(diào)用TerminateThread一樣。這意味著正確的應(yīng)用程序清除沒有發(fā)生，即C++對象撤消函數(shù)沒有被調(diào)用，數(shù)據(jù)沒有轉(zhuǎn)至磁盤等等。
一旦線程不再運(yùn)行，系統(tǒng)中就沒有別的線程能夠處理該線程的句柄。然而別的線程可以調(diào)用GetExitcodeThread來檢查由hThread標(biāo)識的線程是否已經(jīng)終止運(yùn)行。如果它已經(jīng)終止運(yùn)行，則確定它的退出代碼。
5. 為什么不要使用_beginthread函數(shù)和_endthread函數(shù)？
與_beginthreadex函數(shù)相比參數(shù)少，限制多。無法創(chuàng)建暫停的線程，無法取得線程ID。_endthread函數(shù)無參數(shù)，線程退出代碼必須為0。還有_endthread函數(shù)內(nèi)部關(guān)閉了線程的句柄，一旦退出將不能正確訪問線程句柄。
6. 如何對進(jìn)程或線程的內(nèi)核進(jìn)行引用？
HANDLE GetCurrentProcess( );
HANDLE GetCurrentThread( );
這兩個函數(shù)都能返回調(diào)用線程的進(jìn)程的偽句柄或線程內(nèi)核對象的偽句柄。偽句柄只能在當(dāng)前的進(jìn)程或線程中使用，在其它線程或進(jìn)程將不能訪問。函數(shù)并不在創(chuàng)建進(jìn)程的句柄表中創(chuàng)建新句柄。調(diào)用這些函數(shù)對進(jìn)程或線程內(nèi)核對象的使用計(jì)數(shù)沒有任何影響。如果調(diào)用CloseHandle，將偽句柄作為參數(shù)來傳遞，那么CloseHandle就會忽略該函數(shù)的調(diào)用并返回FALSE。
DWORD GetCurrentProcessId( );
DWORD GetCurrentThreadId( );
這兩個函數(shù)使得線程能夠查詢它的進(jìn)程的唯一ID或它自己的唯一ID。
7. 如何將偽句柄轉(zhuǎn)換為實(shí)句柄？
HANDLE hProcessFalse = NULL;
HANDLE hProcessTrue = NULL;
HANDLE hThreadFalse = NULL;
HANDLE hThreadTrue = NULL;
hProcessFalse = GetCurrentProcess( );
hThreadFalse = GetCurrentThread( );
取得線程實(shí)句柄：
DuplicateHandle( hProcessFalse, hThreadFalse, hProcessFalse, &hThreadTrue, 0, FALSE, DUPLICATE_SAME_ACCESS );
取得進(jìn)程實(shí)句柄：
DuplicateHandle( hProcessFalse, hProcessFalse, hProcessFalse, &hProcessTrue, 0, FALSE, DUPLICATE_SAME_ACCESS );
由于DuplicateHandle會遞增特定對象的使用計(jì)數(shù)，因此當(dāng)完成對復(fù)制對象句柄的使用時，應(yīng)該將目標(biāo)句柄傳遞給CloseHandle，從而遞減對象的使用計(jì)數(shù)。
8. 在一個進(jìn)程中可創(chuàng)建線程的最大數(shù)是得多少？
線程的最大數(shù)取決于該系統(tǒng)的可用虛擬內(nèi)存的大小。默認(rèn)每個線程最多可擁有至多1MB大小的棧的空間。所以，至多可創(chuàng)建2028個線程。如果減少默認(rèn)堆棧的大小，則可以創(chuàng)建更多的線程。
第７章 線程的調(diào)度、優(yōu)先級和親緣性
1. 如何暫停和恢復(fù)線程的運(yùn)行？
線程內(nèi)核對象的內(nèi)部有一個值指明線程的暫停計(jì)數(shù)。當(dāng)調(diào)用CreateProcess或CreateThread函數(shù)時，就創(chuàng)建了線程的內(nèi)核對象，并且它的暫停計(jì)數(shù)被初始化為1。因?yàn)榫€程的初始化需要時間，不能在系統(tǒng)做好充分的準(zhǔn)備之前就開始執(zhí)行線程。線程完全初始化好了之后，CreateProcess或CreateThread要查看是否已經(jīng)傳遞了CREATE_SUSPENDED標(biāo)志。如果已經(jīng)傳遞了這個標(biāo)志，那么這些函數(shù)就返回，同時新線程處于暫停狀態(tài)。如果尚未傳遞該標(biāo)志，那么該函數(shù)將線程的暫停計(jì)數(shù)遞減為0。當(dāng)線程的暫停計(jì)數(shù)是0的時候，除非線程正在等待其他某種事情的發(fā)生，否則該線程就處于可調(diào)度狀態(tài)。在暫停狀態(tài)中創(chuàng)建一個線程，就能夠在線程有機(jī)會執(zhí)行任何代碼之前改變線程的運(yùn)行環(huán)境（如優(yōu)先級）。一旦改變了線程的環(huán)境，必須使線程成為可調(diào)度線程。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，它將返回線程的前一個暫停計(jì)數(shù)，否則返回0xFFFFFFFF。
單個線程可以暫停若干次。如果一個線程暫停了3次，它必須恢復(fù)3次。創(chuàng)建線程時，除了使用CREATE_SUSPENDED外，也可以調(diào)用SuspendThread函數(shù)來暫停線程的運(yùn)行。任何線程都可以調(diào)用該函數(shù)來暫停另一個線程的運(yùn)行（只要擁有線程的句柄）。線程可以自行暫停運(yùn)行，但是不能自行恢復(fù)運(yùn)行。與ResumeThread一樣，SuspendThread返回的是線程的前一個暫停計(jì)數(shù)。線程暫停的最多次數(shù)可以是MAXIMUM_SUSPEND_COUNT次。SuspendThread與內(nèi)核方式的執(zhí)行是異步進(jìn)行的，但是在線程恢復(fù)運(yùn)行之前，不會發(fā)生用戶方式的執(zhí)行。調(diào)用SuspendThread時必須小心，因?yàn)椴恢罆和＞€程運(yùn)行時它在進(jìn)行什么操作。只有確切知道目標(biāo)線程是什么（或者目標(biāo)線程正在做什么），并且采取強(qiáng)有力的措施來避免因暫停線程的運(yùn)行而帶來的問題或死鎖狀態(tài)，SuspendThread才是安全的。
2. 是否可以暫停和恢復(fù)進(jìn)程的運(yùn)行？
對于Windows來說，不存在暫?；蚧謴?fù)進(jìn)程的概念，因?yàn)檫M(jìn)程從來不會被安排獲得CPU時間。不過Windows確實(shí)允許一個進(jìn)程暫停另一個進(jìn)程中的所有線程的運(yùn)行，但是從事暫停操作的進(jìn)程必須是個調(diào)試程序。特別是，進(jìn)程必須調(diào)用WaitForDebugEvent和ContinueDebugEvent之類的函數(shù)。由于競爭的原因，Windows沒有提供其他方法來暫停進(jìn)程中所有線程的運(yùn)行。
3. 如何使用sleep函數(shù)？
•系統(tǒng)將在大約的指定毫秒數(shù)內(nèi)使線程不可調(diào)度。Windows不是個實(shí)時操作系統(tǒng)。雖然線程可能在規(guī)定的時間被喚醒，但是它能否做到，取決于系統(tǒng)中還有什么操作正在進(jìn)行。
•可以調(diào)用Sleep，并且為dwMilliseconds參數(shù)傳遞INFINITE。這將告訴系統(tǒng)永遠(yuǎn)不要調(diào)度該線程。這不是一件值得去做的事情。最好是讓線程退出，并還原它的堆棧和內(nèi)核對象。
•可以將0傳遞給Sleep。這將告訴系統(tǒng)，調(diào)用線程將釋放剩余的時間片，并迫使系統(tǒng)調(diào)度另一個線程。但是，系統(tǒng)可以對剛剛調(diào)用Sleep的線程重新調(diào)度。如果不存在多個擁有相同優(yōu)先級的可調(diào)度線程，就會出現(xiàn)這種情況。
4. 如何轉(zhuǎn)換到另一個線程？
系統(tǒng)提供了SwitchToThread函數(shù)。當(dāng)調(diào)用這個函數(shù)的時候，系統(tǒng)要查看是否存在一個迫切需要CPU時間的線程。如果沒有線程迫切需要CPU時間，SwitchToThread就會立即返回。如果存在一個迫切需要CPU時間的線程，SwitchToThread就對該線程進(jìn)行調(diào)度（該線程的優(yōu)先級可能低于調(diào)用SwitchToThread的線程）。這個迫切需要CPU時間的線程可以運(yùn)行一個時間段，然后系統(tǒng)調(diào)度程序照常運(yùn)行。該函數(shù)允許一個需要資源的線程強(qiáng)制另一個優(yōu)先級較低、而目前卻擁有該資源的線程放棄該資源。如果調(diào)用SwitchToThread函數(shù)時沒有其他線程能夠運(yùn)行，那么該函數(shù)返回FALSE，否則返回一個非0值。調(diào)用SwitchToThread與調(diào)用Sleep是相似的。差別是SwitchToThread允許優(yōu)先級較低的線程運(yùn)行；而即使有低優(yōu)先級線程迫切需要CPU時間，Sleep也能夠立即對調(diào)用線程重新進(jìn)行調(diào)度。
5. 如何取得線程運(yùn)行的時間？
（1） 簡單取得線程大概運(yùn)行時間：
DWORD dwStartTime = 0;
DWORD dwEndTime = 0;
DWORD dwRunTime = 0;
dwStartTime = GetTickCount( );
……
……
……
dwEndTime = GetTickCount( );
dwRunTime = dwEndTime – dwStartTime;
（2） 調(diào)用GetThreadTimes的函數(shù)：
參數(shù) 含義
hThread 線程句柄
lpCreationTime 創(chuàng)建時間：英國格林威治時間
lpExitTime 退出時間：英國格林威治時間，如果線程仍然在運(yùn)行，退出時間則未定義
lpKernelTime 內(nèi)核時間：指明線程執(zhí)行操作系統(tǒng)代碼已經(jīng)經(jīng)過了多少個100ns的CPU時間
lpUserTime 用戶時間：指明線程執(zhí)行應(yīng)用程序代碼已經(jīng)經(jīng)過了多少個100ns的CPU時間
GetProcessTimes是個類似GetThreadTimes的函數(shù)，適用于進(jìn)程中的所有線程（甚至是已經(jīng)終止運(yùn)行的線程）。返回的內(nèi)核時間是所有進(jìn)程的線程在內(nèi)核代碼中經(jīng)過的全部時間的總和。GetThreadTimes和GetProcessTimes這兩個函數(shù)在Windows98中不起作用。在Windows98中，沒有一個可靠的機(jī)制可供應(yīng)用程序來確定線程或進(jìn)程已經(jīng)使用了多少CPU時間。
6. 進(jìn)程的優(yōu)先級類有哪些？
優(yōu)先級類 標(biāo)識符 描述
實(shí)時 REALTIME_PRIORITY_CLASS 立即對事件作出響應(yīng)，執(zhí)行關(guān)鍵時間的任務(wù)。會搶先于操作系統(tǒng)組件之前運(yùn)行。
高 HIGH_PRIORITY_CLASS 立即對事件作出響應(yīng)，執(zhí)行關(guān)鍵時間的任務(wù)。
高于正常 ABOVE_NORMAL_PRIORITY_CLASS 在正常優(yōu)先級與高優(yōu)先級之間運(yùn)行（Windows2000）。
正常 NORMAL_PRIORITY_CLASS 沒有特殊調(diào)度需求
低于正常 BELOW_NORMAL_PRIORITY_CLASS 在正常優(yōu)先級與空閑優(yōu)先級之間運(yùn)行（Windows2000）。
空閑 IDLE_PRIORITY_CLASS 在系統(tǒng)空閑時運(yùn)行。
設(shè)置方法：
BOOL SetPriorityClass( HANDLE hProcess, DWORD dwPriority );
DWORD GetPriorityClass( HANDLE hProcess );
使用命令外殼啟動一個程序時，該程序的起始優(yōu)先級是正常優(yōu)先級。如果使用Start命令來啟動該程序，可以使用一個開關(guān)來設(shè)定應(yīng)用程序的起始優(yōu)先級。例如：
c:\> START /LOW CALC.EXE
Start命令還能識別/BELOWNORMAL、/NORMAL、/ABOVENORMAL、/HIGH和/REALTIME等開關(guān)。
7. 線程的相對優(yōu)先級有哪些？
相對優(yōu)先級 標(biāo)識符 描述
關(guān)鍵時間 THREAD_PRIORITY_TIME_CRITICAL 對于實(shí)時優(yōu)先級類線程在優(yōu)先級31上運(yùn)行，對于其他優(yōu)先級類，線程在優(yōu)先級15上運(yùn)行。
最高 THREAD_PRIORITY_HIGHEST 線程在高于正常優(yōu)先級上兩級上運(yùn)行。
高于正常 THREAD_PRIORITY_ABOVE_NORMAL 線程在正常優(yōu)先級上一級上運(yùn)行。
正常 THREAD_PRIORITY_NORMAL 線程在進(jìn)程的優(yōu)先級類上正常運(yùn)行。
低于正常 THREAD_PRIORITY_BELOW_NORMAL 線程在低于正常優(yōu)先級下一級上運(yùn)行。
最低 THREAD_PRIORITY_LOWEST 線程在低于正常優(yōu)先級下兩級上運(yùn)行。
空閑 THREAD_PRIORITY_IDLE 對于實(shí)時優(yōu)先級類線程在優(yōu)先級16上運(yùn)行對于其他優(yōu)先級類線程在優(yōu)先級1上運(yùn)行。
設(shè)置方法：
BOOL SetThreadPriority( HANDLE hThread, DWORD dwPriority );
DWORD GetThreadPriorityClass( HANDLE hThread );
8. 如何避免系統(tǒng)動態(tài)提高線程的優(yōu)先級等級？
系統(tǒng)常常要提高線程的優(yōu)先級等級，以便對窗口消息或讀取磁盤等I/O事件作出響應(yīng)?；蛘弋?dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)一個線程在大約3至4s內(nèi)一直渴望得到CPU時間，它就將這個渴望得到CPU時間的線程的優(yōu)先級動態(tài)提高到15，并讓該線程運(yùn)行兩倍于它的時間量。當(dāng)?shù)搅藘杀稌r間量的時候，該線程的優(yōu)先級立即返回到它的基本優(yōu)先級。下面的函數(shù)可以對系統(tǒng)的調(diào)度方式進(jìn)行設(shè)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負(fù)責(zé)告訴系統(tǒng)激活或停用進(jìn)行中的所有線程的優(yōu)先級提高功能，而SetThreadPriorityBoost則激活或停用各個線程的優(yōu)先級提高功能。Windows98沒有提供這4個函數(shù)的有用的實(shí)現(xiàn)代碼。
第８章 用戶方式中線程的同步
1. 僅一條語句用不用考慮線程同步的問題？
當(dāng)使用高級語言編程時，我們往往會認(rèn)為一條語句是最小的原子訪問，CPU不會在這條語句中間運(yùn)行其他的線程。這是錯誤的，因?yàn)榧词狗浅：唵蔚囊粭l高級語言的語句，經(jīng)編譯器編譯后也可能變成多行代碼由計(jì)算機(jī)來執(zhí)行。因此必須考慮線程同步的問題。任何線程都不應(yīng)該通過調(diào)用簡單的C語句來修改共享的變量。
2. 互鎖函數(shù)有那些？
（1） LONG InterlockedExchangeAdd ( LPLONG Addend, LONG Increment );
Addend為長整型變量的地址，Increment為想要在Addend指向的長整型變量上增加的數(shù)值（可以是負(fù)數(shù)）。這個函數(shù)的主要作用是保證這個加操作為一個原子訪問。
（2） LONG InterlockedExchange( LPLONG Target, LONG Value );
用第二個參數(shù)的值取代第一個參數(shù)指向的值。函數(shù)返回值為原始值。
（3） PVOID InterlockedExchangePointer( PVOID *Target, PVOID Value );
用第二個參數(shù)的值取代第一個參數(shù)指向的值。函數(shù)返回值為原始值。
（4） LONG InterlockedCompareExchange(
LPLONG Destination, LONG Exchange, LONG Comperand );
如果第三個參數(shù)與第一個參數(shù)指向的值相同，那么用第二個參數(shù)取代第一個參數(shù)指向的值。函數(shù)返回值為原始值。
（5） PVOID InterlockedCompareExchangePointer (
PVOID *Destination, PVOID Exchange, PVOID Comperand );
如果第三個參數(shù)與第一個參數(shù)指向的值相同，那么用第二個參數(shù)取代第一個參數(shù)指向的值。函數(shù)返回值為原始值。
3. 為什么單CPU的計(jì)算機(jī)不應(yīng)該使用循環(huán)鎖？
舉例說明：
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 );
}
首先循環(huán)鎖會浪費(fèi)CPU時間。CPU必須不斷地比較兩個值，直到一個值由于另一個線程而“奇妙地”改變?yōu)橹埂６沂褂迷撗h(huán)鎖的線程都應(yīng)該為同一優(yōu)先級，并且應(yīng)當(dāng)使用SetProcessPriorityBoost函數(shù)或SetThreadPriorityBoost函數(shù)禁止線程優(yōu)先級的動態(tài)提高功能，否則優(yōu)先級較低的線程可能永遠(yuǎn)不能被調(diào)用。
4. 如何使用volatile聲明變量？
如果是對共享資源的地址進(jìn)行使用如&g_Resource那么可以不使用volatile，因?yàn)閷⒁粋€變量地址傳遞給一個函數(shù)時，該函數(shù)必須從內(nèi)存讀取該值。優(yōu)化程序不會對它產(chǎn)生任何影響。如果直接使用變量，必須有一個volatile類型的限定詞。它告訴編譯器，變量可以被應(yīng)用程序本身以外的某個東西進(jìn)行修改，這些東西包括操作系統(tǒng)，硬件或同時執(zhí)行的線程等。volatile限定詞會告訴編譯器，不要對該變量進(jìn)行任何優(yōu)化，并且總是重新加載來自該變量的內(nèi)存單元的值。否則編譯器會把變量的值存入CPU寄存器，每次對寄存器進(jìn)行操作。線程就會進(jìn)入一個無限循環(huán)，永遠(yuǎn)無法喚醒。
5. 如何使用關(guān)鍵代碼段實(shí)現(xiàn)線程的同步？
如果需要一小段代碼以原子操作的方式執(zhí)行，這時簡單的互鎖函數(shù)已不能滿足需要，必須使用關(guān)鍵代碼段來解決問題。不過使用關(guān)鍵代碼段時，很容易陷入死鎖狀態(tài)，因?yàn)樵诘却M(jìn)入關(guān)鍵代碼段時無法設(shè)定超時值。關(guān)鍵代碼段是通過對共享資源設(shè)置一個標(biāo)志來實(shí)現(xiàn)的，就像廁所門上的“有人/沒人”標(biāo)志一樣。這個標(biāo)志就是一個CRITICAL_SECTION變量。該變量在任何一個線程使用它之前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行初始化。初始化可以有兩種方法，使用InitializeCriticalSection函數(shù)和InitializeCriticalSectionAndSpinCount函數(shù)。然后在每個使用共享資源的線程函數(shù)的關(guān)鍵代碼段前使用EnterCriticalSection函數(shù)或者使用TryEnterCriticalSection函數(shù)。在關(guān)鍵代碼段使用之后調(diào)用LeaveCriticalSection函數(shù)。在所有的線程都不再使用該共享資源后應(yīng)當(dāng)調(diào)用DeleteCriticalSection函數(shù)來清除該標(biāo)志。舉例說明：
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 );
……
}
使用關(guān)鍵代碼段應(yīng)當(dāng)注意一些技巧：
（1） 每個共享資源使用一個CRITICAL_SECTION變量。
這樣在當(dāng)前線程占有一個資源時，另一個資源可以被其他線程占有。
EnterCriticalSection( &g_cs );
for ( intLoop = 0; intLoop < 100; intLoop++ )
{
g_intArray[intLoop] = 0;
g_uintArray[intLoop] = 0;
}
LeaveCriticalSection( &g_cs );
改為：
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） 同時訪問多個資源，必須始終按照完全相同的順序請求對資源的訪問。
這樣才能避免死鎖狀態(tài)產(chǎn)生。離開的順序沒有關(guān)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 );
改為：
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） 不要長時間運(yùn)行關(guān)鍵代碼段。
EnterCriticalSection( &g_cs );
SendMessage( hWnd, WM_SOMEMSG, &g_s, 0 );
LeaveCriticalSection( &g_cs );
改為：
EnterCriticalSection( &g_cs );
sTemp = g_s;
LeaveCriticalSection( &g_cs );
SendMessage( hWnd, WM_SOMEMSG, &sTemp, 0 );
6. InitializeCriticalSection/InitializeCriticalSectionAndSpinCount差別？
InitializeCriticalSection函數(shù)的返回值為空并且不會創(chuàng)建事件內(nèi)核對象，比較節(jié)省系統(tǒng)資源，但是一旦發(fā)生兩個或多個線程爭用關(guān)鍵代碼段的情況，如果內(nèi)存不足，關(guān)鍵代碼段可能被爭用，同時系統(tǒng)可能無法創(chuàng)建必要的事件內(nèi)核對象。這時EnterCriticalSection函數(shù)將會產(chǎn)生一個EXCEPTION_INVALID_HANDLE異常。這個錯誤非常少見。如果想對這種情況有所準(zhǔn)備，可以有兩種選擇。可以使用結(jié)構(gòu)化異常處理方法來跟蹤錯誤。當(dāng)錯誤發(fā)生時，既可以不訪問關(guān)鍵代碼段保護(hù)的資源，也可以等待某些內(nèi)存變成可用狀態(tài)，然后再次調(diào)用EnterCriticalSection函數(shù)。
另一種選擇是使用InitializeCriticalSectionAndSpinCount，第二個參數(shù)dwSpinCount中，傳遞的是在使線程等待之前它試圖獲得資源時想要循環(huán)鎖循環(huán)迭代的次數(shù)。這個值可以是0至0x00FFFFFF之間的任何數(shù)字。如果在單處理器計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時調(diào)用該函數(shù)，該參數(shù)被忽略，并且始終設(shè)置為0。使用InitializeCriticalSectionAndSpinCount函數(shù)創(chuàng)建關(guān)鍵代碼段，確保設(shè)置了dwSpinCount參數(shù)的高信息位。當(dāng)該函數(shù)發(fā)現(xiàn)高信息位已經(jīng)設(shè)置時，它就創(chuàng)建該事件內(nèi)核對象，并在初始化時將它與關(guān)鍵代碼段關(guān)聯(lián)起來。如果事件無法創(chuàng)建，該函數(shù)返回FALSE?？梢愿油咨频靥幚泶a中的這個事件。如果事件創(chuàng)建成功，EnterCriticalSection將始終都能運(yùn)行，并且決不會產(chǎn)生異常情況（如果總是預(yù)先分配事件內(nèi)核對象，就會浪費(fèi)系統(tǒng)資源。只有當(dāng)代碼不能容許EnterCriticalSection運(yùn)行失敗，或者有把握會出現(xiàn)爭用現(xiàn)象，或者預(yù)計(jì)進(jìn)程將在內(nèi)存非常短缺的環(huán)境中運(yùn)行時，才能預(yù)先分配事件內(nèi)核對象）。
7. TryEnterCriticalSection和EnterCriticalSection的差別是什么？
如果EnterCriticalSection將一個線程置于等待狀態(tài)，那么該線程在很長時間內(nèi)就不能再次被調(diào)度。實(shí)際上，在編寫得不好的應(yīng)用程序中，該線程永遠(yuǎn)不會再次被賦予CPU時間。TryEnterCriticalSection函數(shù)決不允許調(diào)用線程進(jìn)入等待狀態(tài)。它的返回值能夠指明調(diào)用線程是否能夠獲得對資源的訪問權(quán)。TryEnterCriticalSection發(fā)現(xiàn)該資源已經(jīng)被另一個線程訪問，它就返回FALSE。在其他所有情況下，它均返回TRUE。運(yùn)用這個函數(shù)，線程能夠迅速查看它是否可以訪問某個共享資源，如果不能訪問，那么它可以繼續(xù)執(zhí)行某些其他操作，而不必進(jìn)行等待。如果TryEnterCriticalSection函數(shù)確實(shí)返回了TRUE，那么CRITICAL_SECTION的成員變量已經(jīng)更新。Windows98沒有可以使用的TryEnterCriticalSection函數(shù)的實(shí)現(xiàn)代碼。
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