windows进程和线程

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Windows进程和线程1进程1.1特点每个进程都有自己的ID号每个进程都有自己的地址空间，进程之间无法访问对方的地址。每个进程都有自己的安全属性。每个进程当中至少包含一个线程。1.2进程环境信息也称：进程上下文。1.2.1获取和释放环境信息获取GetEnvironmentStrings释放FreeEnvironmentStrings1.2.2获取和设置环境变量获取环境变量设置环境变量 1.2.3进程的信息1进程IDGetCurrentProcessId2进程句柄GetCurrentProcess返回程序的伪句柄（-1），可以使用该句柄访问该进程的所有操作。1.2.4进程的使用1创建进程WinExec-早期16位操作系统ShellExecute-Shell操作CreateProcess-目前最多使用2退出线程只能结束本进程参数没有实际意义能结束其他及自身线程退出码没有实际意义 3通过进程ID获取进程句柄OpenProcess4关闭进程句柄CloseHandle作用：把进程的句柄置为-15进程间的等候WaitForSingleObject等候可等候的句柄的信号。阻塞函数，等候句柄的信号，只在句柄有信号或超出等候时间，才会结束等候。备注进程地址空间：底层驱动的进程空间：4G，驱动可任意访问上层应用的地址空间2线程Windows线程是可以执行的代码的实例。系统是以线程为单位调度程序。一个程序当中可以有多个线程，实现多任务的处理。Windows线程的特点：1线程都具有一个ID2线程具有自己的安全属性3每个线程都具有自己的栈内存（默认1M）4每个线程都有自己的寄存器信息进程多任务和线程多任务：进程多任务是每个进程都使用私有地址空间， 线程多任务是进程内的多个线程使用同一个地址空间线程的调度:将CPU的执行时间划分成时间片，依次根据时间片执行不同的线程。线程轮询：线程A->线程B->线程A......2.1线程的使用1定义线程处理函数2创建线程返回线程句柄，线程句柄是可等候句柄dwCreateionFlags方式只有两种：0，立即执行；CREATE_SUSPENDED，使用ResumeThread函数唤醒3结束线程ExitThread结束本线程TerminateThread结束制定线程4关闭线程句柄CloseHandle并不是关闭线程，而是关闭线程句柄.5线程的挂起和执行挂起SuspendThread 执行ResumeThread6线程的信息GetCurrentThreadId-获取当前线程的IDGetCurrentThread-获取当前线程的句柄打开指定ID的线程，获取其句柄OpenThread2.2多线程的问题线程A->线程B->线程A。。。。。分析代码：创建线程函数线程处理函数 现象分析：当线程A执行printf输出时，如果线程A的执行时间结束，系统会将线程A的相关信息（栈、寄存器）压栈保护，同时将线程B相关信息恢复，然后执行线程B，线程B继续输出字符。由于线程A正输出字符，线程B会继续输出，画面字符会产生混乱。2.3线程同步技术原子锁临界区(段)互斥事件信号量可等候定时器共六种线程同步技术，其中加锁的是：原子锁、临界区（段）、互斥；剩下的三个不是加锁。 总结：2.3.1等候函数WaitForSingleObject-等候单个WaitForMultipleObjects-等候多个可等候多个句柄，但是必须是可等候句柄bWaitAll-等候方式TRUE-表示所有句柄都有信号，才结束等候FASLE-表示句柄中只要有1个有信号，就结束等候。2.4原子锁例子：循环一亿次，最终结果，g_nValue不是两亿当线程A执行g_nValue1++时，如果线程切换时间正好是在线程A将值保存到g_nValue1之前，线程B继续执行g_nValue1++，那么当线程A再次被切换回来之后，会将原来线程A保存的值保存到g_nValue1上， 线程B进行的加法操作被覆盖。g_nValue1++的汇编码00401063movecx,dwordptr[g_nValue(00427c48)]00401069addecx,10040106Cmovdwordptr[g_nValue(00427c48)],ecx其伪代码如下：ecx=g_nValue;ecx=ecx+1;g_nValue=ecx;原子锁的使用原子锁–对单条指令的操作。InterlockedIncrementInterlockedDecrementInterlockedCompareExchangeInterlockedExchange…原子锁实现：直接对数据所在的内存操作，并且在任何一个瞬间只能有一个线程访问。原子锁是加锁技术中效率最高的。2.5临界区原子锁能实现的操作，临界区完全可以实现；临界区能实现的，原子锁不一定能实现。相关问题printf输出混乱，多线程情况下同时使用一段代码。临界区可以锁定一段代码，防止多个线程同时使用该段代码2.5.1使用1初始化一个临界区InitializeCriticalSection2进入临界区EnterCriticalSection添加到被锁定的代码之前3离开临界区 添加到被锁定的代码之后4删除临界区临界区和原子锁相比，原子锁的效率比较高2.6互斥Mutex相关的问题多线程下代码或资源的共享使用。2.6.1互斥的使用1创建互斥2等候互斥WaitForSinglObject。。。等待句柄填互斥句柄3释放互斥4关闭互斥句柄CloseHandle临界区和互斥的区别临界区-用户态，执行效率高，只能在同一个进程中使用。互斥-内核态，执行效率低，可以通过命名的方式跨进程使用。注意：操作系统进入win7之后，互斥已经用在内核，上层应用使用临界区2.7事件程序之间的通知的问题。 注意：事件的死锁。例如：Thread1：WaitFor(事件1)SetEvent(事件2)Thread2：WaitFor(事件2)SetEvent(事件1)如此，形成死锁2.7.1事件的使用1创建事件CreateEventbManualReset事件的复位方式，TRUE手动，FALSE自动bInitialState事件初始状态，TRUE有信号，FALSE无信号2等候事件WaitForSingleObjectWaitForMultipleObjects不可等待一个事件3触发事件SetEventResetEvent将事件设置成有信号状态将事件设置成无信号状态当bManualReset为FALSE时，WaitForSingleObject伪代码如下：WaitForSingleObject｛……根据g_hEvent找到内存，可以获知事件复位方式if(事件是自动复位)｛ResetEvent…｝……｝4关闭事件ColseHnadle2.8信号量相关的问题 类似于事件，解决通知的相关问题。但是可以提供一个计数器，可以设置次数。2.8.1信号量的使用1创建信号量CreateSemaphore2等候信号量WaitFor...每等候通过一次，信号量的信号减1，直到为0阻塞3给信号量重新指定一个计数值ReleaseSemaphore4关闭信号量句柄CloseHandle2.9可等候计时器解决线程之间的通知问题，精度以100纳秒为单位，只适用于第一次启动时间，以后间隔事件仍然以毫秒为单位。2.9.1可等候计时器的使用1创建可等候定时器CreateWaitableTimerbManualReset复位方式返回可等候定时器句柄只要定时器时间没到，可等候定时器句柄无信号；可等候定时器有信号只是一瞬间。 2配置可等候定时器SetWaitTimerpDueTime：第一次启动时间正数-绝对时间（年月日时分秒）负数–相对时间（例如：-100,000,000=10秒以后启动）lPeriod：间隔时间以毫秒为单位，如果参数为0，定时器只执行一次（执行启动那次）。pfnCompletionRoutine：APC回调函数，可以为空lpArgToCompletionRoutine：APC回调函数的参数fResume：待机处理标识TRUE：解除待机，唤醒机器FALSE：放弃通知。3等候。。。WaitForSingleObjectWaitForMultipleObjects……4关闭信号量句柄CloseHandle2.9.2注意可等候定时器只适用于NT5.0及其以上版本。2.10练习要求：1按键盘数字键输出相应行数的*，比如按5，输出5行*2按e或者按E，程序自然退出（子线程结束，主线程return）提示：事件和信号量配合实现两个子线程 线程一:控制线程初始接收字符如果接收字符串为数字，释放信号量信号；如果接收e、E，释放事件信号线程二:打印线程初始阻塞如果是信号量唤醒，根据参数打印；如果是事件唤醒，退出线程二主线程代码：#include#include#includeHANDLEg_hEvent=0;HANDLEg_hSem=0;DWORDCALLBACKPrintProc(LPVOIDwParam){HANDLEnHandle[2]={0};nHandle[0]=g_hSem;nHandle[1]=g_hEvent;while(1){//只要有一个句柄有信号，就返回DWORDnIndex=WaitForMultipleObjects(2,nHandle,FALSE,INFINITE);if(nIndex==WAIT_OBJECT_0){printf("******** ");}else{return0;} }return0;}DWORDCALLBACKCtrlProc(LPVOIDwParam){while(1){charcInput=getch();if(cInput=='e'||cInput=='E'){//结束另外一个子线程SetEvent(g_hEvent);return0;}intnCount=cInput-'0';if(nCount<10&&nCount>0){ReleaseSemaphore(g_hSem,nCount,NULL);}}return0;}intmain(){//事件g_hEvent=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,NULL);//信号量g_hSem=CreateSemaphore(NULL,0,10,NULL);DWORDnID=0;HANDLEhThread[2]={0};hThread[0]=CreateThread(NULL,0,PrintProc,NULL,0,&nID);hThread[1]=CreateThread(NULL,0,CtrlProc,NULL,0,&nID);WaitForMultipleObjects(2,hThread,TRUE,INFINITE);printf("WaitOver ");CloseHandle(g_hEvent);CloseHandle(g_hSem);CloseHandle(hThread[0]);CloseHandle(hThread[1]); return0;}3总结1可等候句柄进程句柄/线程句柄/事件句柄/互斥句柄/信号量/可等候计时器WIN32到此为止~