Windows线程基础

1、基础概念

进程：操作系统为用户的每个需求活动所开辟的任务，允许用户同时在操作系统上执行多个任务。如果进程内执行某个操作让该进程暂停，那么就会切换进程，执行别的进程或等待。
进程改进：在一个任务内会有很多的内部小任务，如果这些小任务互相之间也需要共同进行，当一个进程内的某个小任务暂停，就会在进程内切换小任务或者（对于分时系统）时间耗尽，切换进程
线程：加入线程的机制后，会让用户的操作任务更加灵活，而且可以更大限度的减少进程间的切换，（进程间的切换会耗费很多资源，而且浪费CPU时间）

进程的切换：现在进程正在执行，当要进行切换时，把该进程的数据资源、寄存器、堆栈、内存空间的使用、进程当前执行的代码位置等，给这些所有东西拍个照片做个记录，然后把要切换的那个任务的所有照片拿出来，一 一进行恢复，然后CPU就切换到该进程执行，进程就被切换掉
线程的切换：线程是属于进程内部的资源，同时也属于内核资源，线程被称为“轻量级线程”，就是因为切换时不会像进程那样附带很多资源信息，导致拍照繁琐，照片量大，整个过程消耗时间长，所以线程的切换比进程要快的多，也很轻巧，所以线程是操作系统中可执行的最小任务
Windows是多任务分时操作系统，支持进程和多线程。

进程组成：
1、进程内核对象
2、地址空间
线程组成：
1、线程的内核对象，操作系统用它管理线程
2、线程栈，用于维护线程执行时所需的所有参数和局部变量

每个进程至少有一个线程。
进程是有惰性的，进程从来不执行任何东西，只是一个线程的容器 ，线程在其进程的地址空间内执行代码和处理数据，这些线程将共享内核对象句柄。

2、何时创建线程

线程描述了进程内部的一条执行线路，每次初始化进程时，系统都会创建一个主线程。
对于用Microsoft C/C++编译器生成的应用程序，这个线程首先会执行C/C++ 运行库的启动代码，后者调用入口点函数（_tmain 或 _tWinMain），并继续执行，直至入口点函数返回C/C++ 运行库的启动代码，后者最终调用ExitProcess。
主线程是应用程序必须的，同时可以创建其它线程进行辅助工作

3、编写第一个线程函数

每个线程都必须有一个入口点函数，这是线程执行的起点，主线程入口点：（_tmain 或 _tWinMain），所以创建的线程也必须要有一个入口函数：

DWORD WINAPI ThreadFunc(LPVOID param){
	DWORD dwResult = 0;
	......
	return (dwResult );
}

最后线程函数将终止并返回，此时线程将终止运行，用于线程栈的内存也会被释放，
线程内核对象的使用计数也会递减，计数为0时，线程内核对象会被销毁。
线程函数的注意点：

• 线程入口函数由我们自己指定，应避免重复
• 线程函数只有一个参数
• 线程函数必须返回一个值，作为该线程的退出代码
• 线程函数应尽量使用函数参数和局部变量，因为函数的参数和局部变量是在线程栈上创建的。使用静态/全局变量时，多个线程可以同时访问，这样可能会破坏数据。

4、CreateThread 函数

知道如何实现线程函数后，接下来要让操作系统创建一个线程来执行线程函数
调用CreateThread 函数，系统会创建一个线程内核对象，这个内核对象是一个数据结构，操作系统用这个结构来管理线程。
系统从进程的地址空间中分配内存给线程栈使用，新线程在与负责创建的那个线程在相同的进程上下文中运行。因此，新线程可以访问内核对象的所有句柄、进程中的所有内存、同一进程的其它线程栈，这样同进程的线程间可以很容易通信

//参数中有很多默认，是因为在CreateProcess时，就已经CreateThread初始化过进程的主线程
HANDLE CreateThread(
		LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,
		//1、用来描述线程的安全属性的指针，NULL表示使用默认的安全描述符
		DWORD dwStackSize, 
		//2、分配该线程的堆栈大小，NULL表示与创建自己的线程相同
		LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,
		//3、线程的入口函数地址
		LPVOID lpParameter, 
		//4、传递给线程的参数
		DWORD dwCreationFlags, 
		//5、NULL表示立即调度，CREATE_SUSPEND表示挂起
		LPDWORD lpThreadId 
		//6、线程相关的标识符返回（新线程的ID，一般为NULL）
		);

5、终止运行线程
线程可以通过以下4中方法终止运行：

• （自然死亡法）线程函数返回

让线程函数返回，可以确保清理以下：
1、线程函数中创建的所有C++对象的应用程序清理工作都得以执行
2、操作系统正确释放线程栈使用的内存
3、操作系统把线程的退出代码设为线程函数的返回值
4、系统递减线程的内核对象的使用计数

• （无奈死亡法）线程通过调用ExitThread函数杀死自己

VOID ExitThread(DWORD dwExitCode);

该函数将终止线程的运行，并导致操作系统清理该线程使用的所有操作系统资源，但是你的C/C++资源（如C++类对象）不会被销毁。

• （突然死亡法）同一进程或另一进程中的线程调用 TerminateThread函数

BOOL TerminateThread(
	HANDLE hThread,	//标识了要终止的那个线程的句柄
	DWORD dwExitCode );	//线程终止运行时，其退出代码将变成你作为dwExitCode 参数传递的值，线程的内核对象使用计数递减

不同于ExitThread总是杀死主调线程，TerminateThread能杀死任何线程。
该函数是异步的，就是在线程函数返回前，线程已经终止，所以应加上WaitForSingleObject函数

• （意外死亡法）包含线程的进程终止运行

当进程终止时（ExitProcss、TerminateProcess），会终止该进程内所有的线程，强制杀死所有线程，释放进程所有的资源进行清理

一旦线程不在运行，系统中就没有别的线程再用该线程的句柄，其他线程可以调用GetExitCodeThread函数来检查线程是否已经终止运行，其退出代码是什么。如果线程未终止，退出代码为STILL_ACTIVE标识符（0x103），函数调用成功返回TRUE。

BOOL GetExitCodeThread(
	HANDLE hTread,	//要进行检查的线程的线程句柄
	PDWORD pdwExitCode);	//保存其退出代码

6、线程内幕

CreateThread调用后，创建一个线程内核对象：
1、对象使用计数为：2（为0销毁线程）
2、线程挂起计数为：1（为0是可调度）
3、退出代码为：STILL_ACTIVE（0x103）
4、对象被设置为未触发状态
5、从进程的地址空间分配线程的堆栈，系统会把（线程函数的参数、线程函数入口地址）首先压入堆栈，（堆栈增长方向：高地址->低地址）
6、每个线程都有自己的一组CPU寄存器，称为线程的上下文（CONTEXT结构WinNT.h）