C++ CreateThread的使用

2018-02-27 10:52:14来源:https://www.jianshu.com/p/281a9fff80dc作者:包子_a031人点击

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函数原型:

HANDLE
WINAPI
CreateThread(
In_opt LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, {安全设置}
In SIZE_T dwStackSize, {堆栈大小}
In LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, {入口函数}
In_opt __drv_aliasesMem LPVOID lpParameter, {函数参数}
In DWORD dwCreationFlags, {启动选项}
Out_opt LPDWORD lpThreadId {输出线程id}
);


函数解析

1、返回值:返回线程句柄
"句柄" 类似指针, 但通过指针可读写对象, 通过句柄只是使用对象;
有句柄的对象一般都是系统级别的对象(或叫内核对象); 之所以给我们的是句柄而不是指针, 目的只有一个: "安全";
貌似通过句柄能做很多事情, 但一般把句柄提交到某个函数(一般是系统函数)后, 我们也就到此为止很难了解更多了; 事实上是系统并不相信我们.


不管是指针还是句柄, 都不过是内存中的一小块数据(一般用结构描述), 微软并没有公开句柄的结构细节, 猜一下它应该包括: 真实的指针地址、访问权限设置、引用计数等等.


既然 CreateThread 可以返回一个句柄, 说明线程属于 "内核对象".
实际上不管线程属于哪个进程, 它们在系统的怀抱中是平等的; 在优先级(后面详谈)相同的情况下, 系统会在相同的时间间隔内来运行一下每个线程, 不过这个间隔很小很小, 以至于让我们误以为程序是在不间断地运行.


这时你应该有一个疑问: 系统在去执行其他线程的时候, 是怎么记住前一个线程的数据状态的?
有这样一个结构 TContext, 它基本上是一个 CPU 寄存器的集合, 线程是数据就是通过这个结构切换的, 我们也可以通过 GetThreadContext 函数读取寄存器看看.
附上这个结构 TContext(或叫: CONTEXT、_CONTEXT) 的定义:


PContext = ^TContext;
_CONTEXT = record
ContextFlags: DWORD;
Dr0: DWORD;
Dr1: DWORD;
Dr2: DWORD;
Dr3: DWORD;
Dr6: DWORD;
Dr7: DWORD;
FloatSave: TFloatingSaveArea;
SegGs: DWORD;
SegFs: DWORD;
SegEs: DWORD;
SegDs: DWORD;
Edi: DWORD;
Esi: DWORD;
Ebx: DWORD;
Edx: DWORD;
Ecx: DWORD;
Eax: DWORD;
Ebp: DWORD;
Eip: DWORD;
SegCs: DWORD;
EFlags: DWORD;
Esp: DWORD;
SegSs: DWORD;
end;


2、参数6:输出线程ID
CreateThread 的最后一个参数是 "线程的 ID";
既然可以返回句柄, 为什么还要输出这个 ID? 现在我知道的是:
1、线程的 ID 是唯一的; 而句柄可能不只一个, 譬如可以用 GetCurrentThread 获取一个伪句柄、可以用 DuplicateHandle 复制一个句柄等等.
2、ID 比句柄更轻便.
在主线程中 GetCurrentThreadId、MainThreadID获取的都是主线程的 ID.


MainInstance: Indicates the instance handle for the main executable.
Use MainInstance to obtain the instance handle for the main executable of an application. This is useful in applications that use runtime libraries or packages, when you need the handle for the executable rather than for the library.


3、参数5:启动选项
CreateThread 的倒数第二个参数 dwCreationFlags(启动选项) 有两个可选值:
0: 线程建立后立即执行入口函数;
CREATE_SUSPENDED: 线程建立后会挂起等待.
ResumeThread 恢复线程的运行; SuspendThread 挂起线程.
这两个函数的参数都是线程句柄, 返回值是执行前的挂起计数.
什么是挂起计数?
SuspendThread 会给这个数 +1; ResumeThread 会给这个数 -1; 但这个数最小是 0.
当这个数 = 0 时, 线程会运行; > 0 时会挂起.
如果被 SuspendThread 多次, 同样需要 ResumeThread 多次才能恢复线程的运行.
ResumeThread 和 SuspendThread 分别对应 TThread 的 Resume 和 Suspend 方法, 很好理解.


4、参数4:函数参数
线程入口函数的参数是个无类型指针(Pointer), 用它可以指定任何数据; 本例是把鼠标点击窗体的坐标传递给线程的入口函数, 每次点击窗体都会创建一个线程.


5、参数3:入口函数指针
到了入口函数了, 学到这个地方, 我查了一个入口函数的标准定义, 这个函数的标准返回值应该是 DWORD, 不过这函数在 Delphi 的 System 单元定义的是: TThreadFunc = function(Parameter: Pointer): Integer; 我以后会尽量使用 DWORD 做入口函数的返回值.
这个返回值有什么用呢?
等线程退出后, 我们用 GetExitCodeThread 函数获取的退出码就是这个返回值!
如果线程没有退出, GetExitCodeThread 获取的退出码将是一个常量 STILL_ACTIVE (259); 这样我们就可以通过退出码来判断线程是否已退出.
还有一个问题: 前面也提到过, 线程函数不能是某个类的方法! 假如我们非要线程去执行类中的一个方法能否实现呢?
尽管可以用 Addr(类名.方法名) 或 MethodAddress('published 区的方法名') 获取类中方法的地址, 但都不能当做线程的入口函数, 原因可能是因为类中的方法的地址是在实例化为对象时动态分配的.
后来换了个思路, 其实很简单: 在线程函数中再调用方法不就得了, 估计 TThread 也应该是这样.
CreateThread 第三个参数是函数指针, 新线程建立后将立即执行该函数, 函数执行完毕, 系统将销毁此线程从而结束多线程的故事.


6、参数2:堆栈大小
栈是私有的但堆是公用的


CreateThread 的第二个参数是分配给线程的堆栈大小.
这首先这可以让我们知道: 每个线程都有自己独立的堆栈(也拥有自己的消息队列).
什么是堆栈? 其实堆是堆、栈是栈, 有时 "栈" 也被叫做 "堆栈".
它们都是进程中的内存区域, 主要是存取方式不同(栈:先进后出; 堆:先进先出);
"栈"(或叫堆栈)适合存取临时而轻便的变量, 主要用来储存局部变量; 譬如 for i := 0 to 99 do 中的 i 就只能存于栈中, 你把一个全局的变量用于 for 循环计数是不可以的.
现在我们知道了线程有自己的 "栈", 并且在建立线程时可以分配栈的大小.
前面所有的例子中, 这个值都是 0, 这表示使用系统默认的大小, 默认和主线程栈的大小一样, 如果不够用会自动增长;
那主线程的栈有多大? 这个值是可以设定的: Project -> Options -> Delphi Compiler -> Linking(如图)
栈是私有的但堆是公用的, 如果不同的线程都来使用一个全局变量有点乱套;
为解决这个问题 Delphi 为我们提供了一个类似 var 的 ThreadVar 关键字, 线程在使用 ThreadVar 声明的全局变量时会在各自的栈中留一个副本, 这样就解决了冲突. 不过还是尽量使用局部变量, 或者在继承 TThread 时使用类的成员变量, 因为 ThreadVar 的效率不好, 据说比局部变量能慢 10 倍.


7、参数1:安全设置
CreateThread 的第一个参数 lpThreadAttributes 是指向 TSecurityAttributes 结构的指针, 一般都是置为 nil, 这表示没有访问限制; 该结构的定义是:


//TSecurityAttributes(又名: SECURITY_ATTRIBUTES、_SECURITY_ATTRIBUTES)
_SECURITY_ATTRIBUTES = record
nLength: DWORD; {结构大小}
lpSecurityDescriptor: Pointer; {默认 nil; 这是另一个结构 TSecurityDescriptor 的指针}
bInheritHandle: BOOL; {默认 False, 表示不可继承}
end;


//TSecurityDescriptor(又名: SECURITY_DESCRIPTOR、_SECURITY_DESCRIPTOR)
_SECURITY_DESCRIPTOR = record
Revision: Byte;
Sbz1: Byte;
Control: SECURITY_DESCRIPTOR_CONTROL;
Owner: PSID;
Group: PSID;
Sacl: PACL;
Dacl: PACL;
end;


例子:实现线程函数传参
typedef struct SParam  
{
int No;
unsigned short chnlID;
unsigned short sessionID;
}uParam,*sParam;
DWORD WINAPI AccountManager(PVOID pParam);
void main()
{
DWORD dwThreadId;
HANDLE hThrd = NULL; // thread handle

SParam sparam;
SParam *p;

sparam.No = 1;
sparam.chnlID = 1;
sparam.sessionID = 1;
p = &sparam;

hThrd = (HANDLE)CreateThread(NULL,
0,
AccountManager,
p,
0,
dwThreadId;
}

DWORD WINAPI AccountManager(PVOID pParam)
{
sParam sparam;
sparam = (sParam)pParam;

try
{
/*Run为自己写的一个方法,Run(int i,unsigned short chnlID,unsigned short sessionID)*/
Run(sparam->No,sparam->chnlID,sparam->sessionID);
}
catch (...)
{
logger.error("AccountManager(%d): System error./r/n", threadId);
}

}

延伸 WaitForSingleObject msdn

WaitForSingleObject function
msdn的原文:Waits until the specified object is in the signaled state or the time-out interval elapses.
等待,直到指定的对象是在信号状态或超时间隔。
To enter an alertable wait state, use the WaitForSingleObjectEx function. To wait for multiple objects, use WaitForMultipleObjects.
进入一个警戒的等待状态,使用waitforsingleobjectex函数。等多个对象,使用waitformultipleobjects函数。


WaitForSingleObject的原型:
当指定的对象处于有信号状态或者等待时间结束的状态时,此函数返回。
DWORD WaitForSingleObject(
HANDLE hHandle,
DWORD dwMilliseconds
);
参数:
hHandle:指定对象或事件的句柄;
dwMilliseconds: 等待时间,以毫妙为单位,当超过等待时间时,此函数将返回。如果该参数设置为0,则该函数立即返回,如果设置为INFINITE,则该函数直到有信号才返回。
返回值:
如果此函数成功,该函数的返回之标识了引起该函数返回的事件。返回值如下:
WAIT_ABANDONED(0x00000080L)
指定的对象是一个互斥对象,该对象没有被拥有该对象的线程在线程结束前释放。互斥对象的所有权被同意授予调用该函数的线程。互斥对象被设置成为无信号状态。
WAIT_OBJECT_0 (0x00000000L)
指定的对象出有有信号状态。
WAIT_TIMEOUT (0x00000102L)
超过等待时间,指定的对象处于无信号状态
如果失败,返回 WAIT_FAILED;


参考: 事件EVENT与waitforsingleobject的使用








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