《TCP/IP网络编程》第19章
内核对象（Kernel Objects）
定义
Windows操作系统创建并管理的资源（Resouce），进程、线程、文件、信号量、互斥量等。
不同资源管理方式有差异。
- 文件管理，注册并更新文件相关的数据I/O
位置、文件的打开模式（read or write）等。 - 线程管理，注册并维护线程ID、线程所属进程等信息。
操作系统为了以记录相关信息的方式管理各种资源，在其内部生成数据块（结构体变量，内核对象）。
内核对象归操作系统所有
内核对象的创建、管理、销毁时机的决定等工作均由操作系统完成。
Windows线程创建
进程与线程
非显示创建线程的程序，单一线程模型的应用程序。
显示创建单独线程的程序，多线程模型的应用程序。
main函数的运行基于线程完成，进程是装有线程的篮子，实际的运行主体是线程。
创建线程
区分内核对象的整数型句柄(HANDLE)，类似于Linux的文件描述符。
#include <windows.h>
//失败NULL
HANDLE CreateThread(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,//线程安全相关信息，NULL默认
SIZE_T dwStackSize,//线程栈大小，0默认大小
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,//函数
LPVOID lpParameter,//参数
DWORD dwCreationFlags, //线程创建后的行为，0线程创建后立即进入可执行状态
LPDWORD lpThreadId //线程ID
);
Windows线程在main函数返回时销毁。
创建线程安全函数
#include <process.h>
//失败0
unitptr_t _beginthreadex( //unitptr_t，64位unsigned整型
void *security,//线程安全相关信息，NULL默认
unsigned stack_size,//线程栈大小，0默认大小
unsigned (*start_address)(void *),//函数
void *arglist,//参数
unsigned initflag, //线程创建后的行为，0线程创建后立即进入可执行状态
unsigned *thrdaddr //线程ID
);
//_beginthread会让创建线程时返回的句柄失效，以防止访问内核对象
thread1_win.c
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <process.h> //_beginthreadex, _endthreadex
unsigned WINAPI ThreadFunc(void *arg);
//WINAPI，Windows固有关键字，指定参数传递方向、分配的栈返回方式等函数调用相关规定。
int main(int argc, char *argv[]) {
HANDLE hThread;
unsigned threadID;
int param=5;
hThread=(HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, ThreadFunc, (void*)¶m, 0, &threadID);
if(hThread==0) {
puts("_beginthreadex() error");
return -1;
}
Sleep(3000);
puts("end of main");
return 0;
}
unsigned WINAPI ThreadFunc(void *arg) {
int i;
int cnt=*((int*)arg);
for(i=0; i<cnt; i++) {
Sleep(1000);
puts("running thread");
}
return 0;
}
cl /EHsc thread1_win.c /Fe:thread1_win.exe
thread1_win
线程属于操作系统管理资源，伴随内核对象的创建，为了引用内核对象而返回句柄。
句柄区分内核对象，内核对象区分线程，线程句柄区分线程。
句柄的整数值在不同进程中可能重复，线程ID在跨进程范围内不会重复。
线程ID区分操作系统创建的所有线程。
内核对象的2种状态
应用程序实现过程中需要特别关注的信息被赋予某种“状态”。线程终止状态又称signaled状态，未终止状态称为non-signaled状态。
内核对象状态及状态查看
进程或线程的内核对象初始状态是non-signaled状态，终止时是signaled状态。
通过boolean变量表示，初始值为FALSE（non-signaled状态），终止时TRUE（signaled状态）。
WaitForSingleObject & WaitForMultipleObjects
#include <windows.h>
//dwMilliseconds为INFINITE时阻塞直到终止
//终止（signaled状态）返回WAIT_OBJECT_0，超时返回WAIT_TIMEOUT
DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, DWORD dwMilliseconds);
该函数发生事件（变为signaled状态）返回时，有时会把相应对象再次改为non-signaled状态。
可以再次进入non-signaled状态的内核对象称为“auto-reset模式”的内核对象，不会自动跳转到non-signaled状态的内核对象称为“manual-reset模式”的内核对象。
#include <windows.h>
//bWaitAll为TRUE，所有内核对象变为signaled状态时返回，
//bWaitAll为FALSE，任一内核对象变为signaled状态时返回
//dwMilliseconds为INFINITE时阻塞直到终止
//终止（signaled状态）返回WAIT_OBJECT_0，超时返回WAIT_TIMEOUT
DWORD WaitForMultipleObjects(DWORD nCount, const HANDLE *lphHandles, BOOL bWaitAll, DWORD dwMilliseconds);
thread2_win.c
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <process.h> //_beginthreadex, _endthreadex
unsigned WINAPI ThreadFunc(void *arg);
int main(int argc, char *argv[]) {
HANDLE hThread;
DWORD wr;
unsigned threadID;
int param=5;
hThread=(HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, ThreadFunc, (void*)¶m, 0, &threadID);
if(hThread==0) {
puts("_beginthreadex() error");
return -1;
}
if((wr=WaitForSingleObject(hThread, INFINITE))==WAIT_FAILED) {
puts("thread wait error");
return -1;
}
printf("wait result: %s\n", (wr==WAIT_OBJECT_0)?"signaled":"time-out");
puts("end of main");
return 0;
}
unsigned WINAPI ThreadFunc(void *arg) {
int i;
int cnt=*((int*)arg);
for(i=0; i<cnt; i++) {
Sleep(1000);
puts("running thread");
}
return 0;
}
cl /EHsc thread2_win.c /Fe:thread2_win.exe
thread2_win
thread3_win.c
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <process.h>
#define NUM_THREAD 50
unsigned WINAPI thread_inc(void *arg);
unsigned WINAPI thread_des(void *arg);
long long num=0;
int main(int argc, char *argv[]) {
HANDLE thread_id[NUM_THREAD];
int i;
printf("size long long: %d\n", sizeof(long long));
for(i=0; i<NUM_THREAD; i++) {
if(i%2)
thread_id[i]=(HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, thread_inc, NULL, 0, NULL);
else
thread_id[i]=(HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, thread_des, NULL, 0, NULL);
}
WaitForMultipleObjects(NUM_THREAD, thread_id, TRUE, INFINITE);
printf("result: %lld\n", num);
return 0;
};
unsigned WINAPI thread_inc(void *arg) {
int i;
for(i=0; i<50000000; i++)
num+=1;
return NULL;
}
unsigned WINAPI thread_des(void *arg) {
int i;
for(i=0; i<50000000; i++)
num-=1;
return NULL;
}
cl /EHsc thread3_win.c /Fe:thread3_win.exe
thread3_win