Windows線程基礎

線程由兩部分組成：線程內核對象和線程棧。關于內核對象請看windows內核對象簡介。

線程內核對象，操作系統用線程內核對象來管理線程，操作系統還用它來存放統計信息。

線程棧，用于維護線程執行時所需的所有函數參數和局部變量，就是C#程序員常說的線程棧和托管堆中的線程棧。

我們知道進程是有惰性的，它的所有工作都是由線程完成的，而進程只是為線程提供場地，線程函數執行我們讓它執行的任務，最終線程函數將終止運行并返回，線程將終止運行，線程的內存將被釋放，線程內核對象的使用計數將減一，如果線程內核對象的使用計數減為0，線程內核對象將被銷毀。

說了這么多，感覺有點虛，我們還是來看看創建線程的函數吧。

CreateThread(

    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,

    SIZE_T dwStackSize,

    LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,

    LPVOID lpParameter,

    DWORD dwCreationFlags,

    PDWORD lpThreadId

);

lpThreadAttributes：用于設置線程的安全性，線程內核對象是否可以被進程的子進程所繼承，詳細了解我的這篇文章windows內核對象簡介。

dwStackSize：用于設置線程棧的大小，默認為1MB

lpStartAddress：線程所執行的函數的地址

lpParameter：線程函數的參數

dwCreationFlags：用于標識線程是否馬上執行

lpThreadId：線程ID

創建線程。調用CreateThread時，系統會創建一個線程內核對象，這個內核對象由操作系統管理，當它的使用計數為0時，會被自動銷毀。而當前進程的句柄表也會有一項用于紀錄線程內核對象，表示對它的一個引用，同時系統會在進程的地址空間中分配一塊內存共線程棧使用。新線程可以訪問進程句柄表中的所有內核對象，內核對象由系統內核管理，而進程句柄表維護該進程所用到的內核對象的引用，而線程則通過句柄表中內核對象的地址引用內核對象。新線程還可以訪問進程的所有內存以及進程中所有線程的棧，如子線程可以很方便的訪問主線程的棧。還有一點需要說明的就是，線程內核對象創建完成之后，線程并不會馬上執行，因為線程棧的內存分配和初始化時要時間的，等一切就緒后進程才會開始執行。

終止線程。最好讓線程函數自動返回，而不應該強制終止線程函數，因為線程函數在返回前還要做些清理工作，如析構對象，回收內存，讓操作系統正確釋放線程棧使用的內存，如果強制終止關閉線程，可能這些工作就不能正確的執行，很可能就會出現內存泄露。

線程內幕。對CreateThread的調用產生一個線程內核對象，內核對象的使用計數為2，個人認為使用計數為2的原因是：當前進程對它的引用，還有就是保證在線程函數返回是內核對象不用馬上自動銷毀，因為當前函數返回時內核對象的使用計數肯定要減一，當減為0時內核對象將自動銷毀。還要初始化內核對象的其他屬性，并將內核對象設為未觸發狀態，使其隨時可以被執行。等內核對象和線程棧內存一切就緒，系統就會將兩個值寫入新線程棧的最上端，一個是線程函數的參數，一個是線程函數的地址。

每個線程都有自己的一組CPU寄存器，即為線程的上下文。上下文反映了當前線程執行一次時線程CPU寄存器的狀態。因為一個線程可能要經過多次的CPU輪詢，才能執行完成，在每次CPU時間用完之前保存CPU寄存器的狀態，好讓下次輪詢到達時繼續執行。線程CPU寄存器全部都保存在一個CONTEXT結構中，而CONTEXT本身保存在線程內核對象中。指令指針寄存器和棧指針寄存器是線程上下文中兩個重要的寄存器，線程始終在線程的上下文中運行，當線程的內核對象被初始化時，CONTEXT結構的堆棧指針寄存器被設為函數在線程棧中的地址，而指令指針寄存器被設為RtlUserThreadStart函數的地址，而函數RtlUserThreadStart則是線程開始的地方。

最后想說的是，建議用_beginthreadex代替CreateThread創建函數。

作者：陳太漢

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