核心编程随笔7——线程调度和优先级 分类： VC++ 2013-09-29 08:44 606人阅读 评论(0) 收藏

NOTE0——何为上下文切换

每一个线程都有一个上下文。后者保存在线程的内核对象中。这个上下文反映了线程上一次执行时cpu寄存器的状态。大约每隔20ms（GetSystemTimeAdjustMent函数第二个参数的返回值），windows都会查看所有当前存在的线程内核对象，这些对象中只有一些是认为可以调度的。window在可调度的线程内核对象中选择一个，并将上次保存在线程上下文中的值载入cpu寄存器。这一操作成为上下文切换，可以通过spy++看线程属性。

说明：怎么确保某个线程在数据到达串行端口来的1MS之内开始运行。答案：不行。实时操作系统可以。但是window不是实时的。实时操作系统需要对底层的硬件有清楚的了解，从而指导硬盘控制器。键盘等的延时。

NOTE1——线程的挂起和恢复

有些线程对象的挂起技术大于0，这意味着该线程已经被挂起。不应该给他调度任何cpu时间。可以通过调用CreateProcess或CreateThread函数并传入CREATE_SUSPENDED标志来创建一个被挂起的线程。

可以通过调用ResumeThread函数。传入调用CreateThread时所返回的线程句柄来实现：

DWORDResumeThread(HandlehThread);如果成功返回线程前一个挂起计数。否则返回0xffffffff,还可以通过SuspendThread来挂起线程DWORDSuspendThread(HandlehThread);任何线程都可以调用这个函数挂起另一个线程，线程可以将自己挂起。但是他无法自己恢复。实际开发中。应用程序在调用suspendthread时必须小心。因为试图挂起一个线程时。我们不知道线程在做什么。例如线程正在分配堆中的内存。线程将锁定堆。当其他线程要访问堆的时候。他们的执行将被中止。直到第一个线程恢复。之后又在确切知道目标线程是哪个。而且采用完备的措施避免出现因挂起线程而引起的问或死锁的时候。调用suspendthread才是安全的。

openThread这个函数将找到线程ID匹配的线程内核对象。并将内核对象的使用计数递增1，然后返回对象的句柄。有了这个句柄。就可以调用suspendthread或resumethread了

NOTE2——切换到另一个线程

SwitchToThread的函数。如果存在另一个可调度线程。那么系统会让此线程运行。调用这个函数时。系统查看是否存在正急需cpu时间的饥饿线程。如果没有立即返回。如果存在.switchtothread将调用该线程。（该优先级可能比swithtothread的主调线程低），

NOTE3——在实际上下文中谈context结构。

系统使用context结构记住线程的状态。这样线程在下一次获得cpu可以运行时。就可以在上次停止处继续。window实际上允许我们查看线程内核对象的内部。并获得当前cpu寄存器状态的集合。为此。只需要调用GetThreadContext:调用它之前应该先调用suspendthread,否则。系统可能正好获得调度此线程。这样一来。线程的上下文和所获得的信息就不一致了。一个线程实际有两个上下文。用户模式和内核模式。GetThreadContext只能返回用户模式上下文。

通过setthreadcontext来改变结构中的成员。并把新的寄存器值放回线程的内核对象中。同样如果要改变哪个线程的上下文。应该要暂停该线程。否则结果无法预料。

#include"windows.h"

#include<TLHELP32.H>

#include"stdio.h"

#include"winnt.h"

voidSuspendProcess(DWORDdwProcessId,BOOLfsuspend);

intWINAPIWinMain(HINSTANCEhinstExe,HINSTANCE,

PSTRpszCmdLine,intnCmdShow)

{

HANDLEsnapshot;

PROCESSENTRY32processinfo;

processinfo.dwSize=sizeof(processinfo);

snapshot=CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPPROCESS,0);

if(snapshot==NULL)

returnFALSE;

BOOLstatus=Process32First(snapshot,&processinfo);

while(status)

{

if(stricmp("notepad.exe",processinfo.szExeFile)==0)

break;

status=Process32Next(snapshot,&processinfo);

}

if(status==0)

{

MessageBox(NULL,"没有找到你要挂起的进程","提示",MB_OK);

return1;

}

CloseHandle(snapshot);

SuspendProcess(processinfo.th32ProcessID,1);

SuspendProcess(processinfo.th32ProcessID,0);

return1;

}

voidSuspendProcess(DWORDdwProcessId,BOOLfsuspend)

{

HANDLEsnapshot;

snapshot=CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPTHREAD,0);

THREADENTRY32te={sizeof(te)};

BOOLfOK=Thread32First(snapshot,&te);

for(;fOK;fOK=Thread32Next(snapshot,&te))

{

if(te.th32OwnerProcessID==dwProcessId)

{

typedefHANDLE(__stdcall*OPENTHREAD)(DWORDdwFlag,BOOLbUnknow,DWORDdwThreadId);

HMODULEhDll=::LoadLibrary("Kernel32.dll");

OPENTHREADlpfnOpenThread=(OPENTHREAD)::GetProcAddress(hDll,"OpenThread");

HANDLEhThread=lpfnOpenThread(THREAD_SUSPEND_RESUME,FALSE,te.th32ThreadID);

//HANDLEhThread=lpfnOpenThread(THREAD_ALL_ACCESS,FALSE,te.th32ThreadID);

if(fsuspend==1)

{

SuspendThread(hThread);

CONTEXTcontext;

context.ContextFlags=CONTEXT_FULL;

GetThreadContext(hThread,&context);

context.Eip=0x00010000;

context.ContextFlags=CONTEXT_CONTROL;

SetThreadContext(hThread,&context);

}

else

ResumeThread(hThread);

//HANDLEhThread=OpenThread(THREAD_SUSPEND_RESUME,FALSE,te.th32OwnerProcessID);

}

}

CloseHandle(snapshot);

}

NOTE4——优先级编程

调用createprocess中可以在fdwcreate参数中传入需要的优先级。一旦进程运行。可以通过setpriorityclass来改变自己的优先级

SetPriorityClass进行设置

SetPriorityClass

设置优先权

函数原型：

BOOLSetPriorityClass(HANDLEhProcess,DWORDdwPriorityClass);

GetPriorityClass

得到优先权

函数原型：

DWORDGetPriorityClass(

HANDLEhProcess

);

dwPriorityClass:

ABOVE_NORMAL_PRIORITY_CLASS0x00008000

BELOW_NORMAL_PRIORITY_CLASS0x00004000

HIGH_PRIORITY_CLASS0x00000080

IDLE_PRIORITY_CLASS0x00000040

NORMAL_PRIORITY_CLASS0x00000020

REALTIME_PRIORITY_CLASS0x00000100

例：

if(!CreateProcess("D:\\ProgramFiles\\TTPlayer\\TTPlayer.exe",GetCommandLine(),NULL,

NULL,FALSE,CREATE_DEFAULT_ERROR_MODE|NORMAL_PRIORITY_CLASS,NULL,NULL,&si,&pi))

{

CloseHandle(pi.hThread);

WaitForSingleObject(pi.hProcess,INFINITE);

CloseHandle(pi.hProcess);

}

BOOLfTemp=SetPriorityClass(pi.hProcess,HIGH_PRIORITY_CLASS);

//BOOLfTemp=SetPriorityClass(pi.hProcess,21);

LONGlRet=GetPriorityClass(pi.hProcess);

用来获取进程优先级的相应函数如下。getpriorityclass



NOTE5

SetProcessPriorityBoost允许或禁止系统提升一个进程中所有线程的优先级。

而SetThreadPriorityBoost则允许或禁止提升某个线程的优先级。有相应的Get函数来判断当前时候启用优先级提升。

SetFileInformationByHandle：Setsthefileinformationforthespecifiedfile.BOOLWINAPISetFileInformationByHandle(

__inHANDLEhFile,

__inFILE_INFO_BY_HANDLE_CLASSFileInformationClass,

__inLPVOIDlpFileInformation,

__inDWORDdwBufferSize

);

系统在启动时将确定计算机中存在多少个cpu。应用程序可以通过调用GetsystemInfo来查询机器上cpu的数量。如果限制某些进程只在可用cpu的一个子集上运行。则可以调用SetProcessAffinityMask

TheSetProcessAffinityMaskfunctionsetsaprocessoraffinitymaskforthethreadsofthespecifiedprocess.

BOOLSetProcessAffinityMask(

HANDLEhProcess,

DWORD_PTRdwProcessAffinityMask

);

//getsysteminfo

SYSTEM_INFOSystemInfo;

GetSystemInfo(&SystemInfo);

printf("
"

"dwNumberOfProcessors=%u,dwActiveProcessorMask=%u,wProcessorLevel=%u,
"

"wProcessorArchitecture=%u,dwPageSize=%u
",

SystemInfo.dwNumberOfProcessors,SystemInfo.dwActiveProcessorMask,SystemInfo.wProcessorLevel,

SystemInfo.wProcessorArchitecture,SystemInfo.dwPageSize

);

if(SystemInfo.dwNumberOfProcessors<=1)return;

DWORDdwMask=0x0000;

DWORDdwtmp=0x0001;

intnProcessorNum=0;

for(inti=0;i<32;i++)

//进程与指定cpu绑定

SetProcessAffinityMask(GetCurrentProcess(),dwMask);

//线程与指定cpu绑定

//SetThreadAffinityMask(GetCurrentThread(),dwMask);

return;

SetThreadAffinityMask是设置此线程只能在某个或某些处理器上运行；SetThreadIdealProcessor是在上述设置的范围内，指定线程优先在某个处理器上运行。

当vista在x86计算机上启动时。我们可以限制系统将所有的cpu数量。在启动过程中。系统将检查启动配置数据（BCD），BCD是一个取代老的boot.ini文本文件的数据存库，他在计算机的硬件和固件之上提供了一个抽象层。BCD的编程配置是通过wmi实现的。