《Windows核心编程》学习笔记（13）– 详解线程

winston

线程的挂起和恢复

DWORD SuspendThread ( HANDLE hThread );   //挂起线程

DWORD ResumeThread ( HANDLE hThread );   //恢复线程

SuspendThread 和 ResumeThread 都返回之前的挂起计数。

一个线程最多可以挂起MAXIMUM_SUSPEND_COUNT (WinNT.h中定义为127次)。

进程的挂起和恢复

对于Windows来说，不存在暂停或恢复进程的概念，因为进程从来不会被安排获得cpu时间。

但是我们可以创建一个函数，用来挂起或者恢复进程中的全部线程，这样就能挂起或者恢复一个进程了。

参考代码如下：

#include <Windows.h>

#include <stdio.h>

#include <Tlhelp32.h>

//dwProcessID参数为需要挂起或者恢复的进程ID

// bSuspend参数如果为TRUE就挂起进程，否则恢复进程

void SuspendProcess(DWORD dwProcessID, BOOL bSuspend)

{

         HANDLE hSnapshot = CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPTHREAD, dwProcessID);

         if (hSnapshot != INVALID_HANDLE_VALUE)

         {

                   THREADENTRY32 te;

                   ZeroMemory(&te, sizeof(te));

                   te.dwSize = sizeof(te);

                   BOOL bOK = Thread32First(hSnapshot, &te);

                   for (; bOK; bOK = Thread32Next(hSnapshot, &te))

                   {

                            if (te.th32OwnerProcessID == dwProcessID)

                            {

                                     HANDLE hThread = OpenThread(THREAD_SUSPEND_RESUME, FALSE, te.th32ThreadID);

                                     if (hThread != NULL)

                                     {

                                               if (bSuspend)

                                               {

                                                        SuspendThread(hThread);

                                               }

                                               else

                                                        ResumeThread(hThread);

                                             

                                     }

                                     CloseHandle(hThread);

                            }

                   }

         }

         CloseHandle(hSnapshot);

}

int main(void)

{

         SuspendProcess(9636, FALSE);

         return 0;

}

睡眠

VOID Sleep (DWORD dwMilliseconds);

这个函数将使线程自己挂起 dwMilliseconds 长的时间。

1.       调用Sleep，可使线程自愿放弃它剩余的时间片。

2. 系统将在大约的指定毫秒数内使线程不可调度。不错，如果告诉系统，想睡眠                              100ms，那么可以睡眠大约这么长时间，但是也可能睡眠数秒钟或者数分钟。记住，                             Windows不是个实时操作系统。虽然线程可能在规定的时间被唤醒，但是它能否做到，取决于系统中还有什么操作正在进行。

3.可以调用Sleep，并且为dwMilliseconds参数传递INFINITE。这将告诉系统永远不要调度该线程。这不是一件值得去做的事情。最好是让线程退出，并还原它的堆栈和内核对象。

4. 可以将0传递给Sleep。这将告诉系统，调用线程将释放剩余的时间片，并迫使系统调度另一个线程。但是，系统可以对刚刚调用 Sleep的线程重新调度。如果不存在多个拥有相同优先级的可调度线程，就会出现这种情况。

切换到另一个线程

BOOL SwitchToThread ();

当调用这个函数的时候，系统要查看是否存在一个迫切需要CPU时间的线程。如果没有线程迫切需要CPU时间，SwitchToThread就会立即返回。如果存在一个迫切需要 CPU时间的线程，SwitchToThread就对该线程进行调度（该线程的优先级可能低于调用 SwitchToThread的线程）。

这个迫切需要CPU时间的线程可以运行一个时间段，然后系统调度程序照常运行。该函数允许一个需要资源的线程强制另一个优先级较低、而目前却拥有该资源的线程放弃该资源。如果调用 SwitchToThread函数时没有其他线程能够运行，那么该函数返回 FALSE，否则返回一个非0值。

调用SwitchToThread 函数与调用一个 0ms 超时的Sleep函数是相似的。差别是SwitchToThread允许优先级较低的线程运行。而Sleep会立即对调用线程重新进行调度即使低优先级线程迫切需要 CPU时间。

在实际上下文中谈CONTEXT结构

CONTEXT结构可以分成若干个部分。

CONTEXT_CONTROL包含CPU的控制寄存器，比如指令指针、堆栈指针、标志和函数返回地址。

CONTEXT_INTEGER用于标识CPU 的整数寄存器。

CONTEXT_FLOAFTING_POINT用于标识C P U的浮点寄存器。

CONTEXT_SEGMENTS用于标识 CPU 的段寄存器。

CONTEXT_DEBUG_ REGISTER用于标识CPU 的调试寄存器。

CONTEXT_EXTENDED_ REGISTERS用于标识CPU的扩展寄存器。

我们可以使用GetThreadContext函数来查看线程内核对象的内部，并获取当前CPU寄存器状态的集合。

BOOL GetThreadContext (

HANDLE  hThread,

PCONTEXT  pContext)；

若要调用该函数，只需指定一个CONTEXT结构，对某些标志（该结构的ContextFlags成员）进行初始化，指明想要收回哪些寄存器，并将该结构的地址传递给GetThreadContext 。然后该函数将数据填入你要求的成员。

在调用GetThreadContext函数之前，应该调用SuspendThread，否则，线程可能刚好被调度，这样一来，线程的上下文就和所获取的信息不一致了。

示例代码如下：

//定义一个CONTEXT结构

         CONTEXT Context;

         //告诉系统我们想获取线程控制寄存器的内容

         Context.ContextFlags = CONTEXT_CONTROL;

         //调用GetThreadContext获取相关信息

         GetThreadContext(hThread, &Context);

Ps：在调用GetThreadContext函数之前，必须首先初始化CONTEXT结构的ContextFlags成员。

要获得线程的所有重要的寄存器(也就是微软认为最常用的寄存器)，应该像下面一样初始化ContextFlags：

Context.ContextFlags = CONTEXT_FULL;

在WinNT. h头文件中，定义了CONTEXT_FULL为CONTEXT_CONTROL | CONTEXT_INTEGER | CONTEXT_SEGMENTS。

当然，我们还可以通过调用SetThreadContext函数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：

BOOL SetThreadContext (

HANDLE  hThread,

CONST CONTEXT  *pContext)；

同样，如果要改变哪个线程的上下文，应该先暂停该线程。

         //定义一个CONTEXT结构

         CONTEXT Context;

         //挂起线程

         SuspendThread(hThread);

         //获取当前上下文的值

         Context.ContextFlags = CONTEXT_CONTROL;

         GetThreadContext(hThread, &Context);

         //Eip字段存储的是指令指针，现在让指令指针指向地址 0x00010000；

         Context.Eip = 0x00010000;

         Context.ContextFlags = CONTEXT_CONTROL;

         //重新设置线程上下文

         SetThreadContext(hThread, &Context);

         //恢复线程，现在线程开始从0x00010000这个地方开始执行指令

         ResumeThread(hThread);

线程的优先级

一旦进程运行，便可以通过调用SetPriorityClass来改变自己的优先级

BOOL SetPriorityClass(

         HANDLE  hProcess

         DWORD  fdwPriority);

用来获取进程优先级：

DWORD GetPriorityClass( HANDLE  hProcess );

设置和获取线程的相对优先级：

BOOL SetThreadPriority (

         HANDLE  hThread,

         Int  nPriority);

Int GetThreadPriority(HANDLE  hThread);

允许或者禁止进程或者线程动态提升自己的优先级：

BOOL SetProcessPriorityBoost(

         HANDLE  hProcess,

         BOOL  bDisablePriorityBoost);

BOOL SetThreadPriorityBoost(

         HANDLE  hThread,

         BOOL  bDisablePriorityBoost);

判断当前是不是启用优先级提升：

BOOL GetProcessPriorityBoost(

         HANDLE  hProcess,

         PBOOL  pbDisablePriorityBoost);

BOOL GetThreadPriorityBoost(

         HANDLE  hThread,

         PBOOL  pbDisablePriorityBoost);

在多CPU的情况下，我们可以限制某些线程只在可用的cpu的一个子集上运行：

BOOL SetProcessAffinityMask(

         HANDLE  hProcess，

         DWORD_PTR  dwProcessAffinityMask);

第一个参数hProcess代表要设置的进程。第二个参数dwProcessAffinityMask是一个位掩码，代表线程可以在哪些CPU上运行。例如，传入0x00000005意味着这个进程中的线程可以在CPU 0 和 CPU 2上运行，但是不能在CPU 1 和 CPU 3~31上运行。

获取进程的关联性掩码：

BOOL GetProcessAffinityMask(

         HANDLE  hProcess，

         PDWORD_PTR  pdwProcessAffinityMask,

PDWORD_PTR  pdwSystemAffinityMask);

设置线程的关联性掩码：

BOOL SetThreadAffinityMask(

         HANDLE  hThread，

         DWORD_PTR  dwThreadAffinityMask);

有时候强制一个线程只是用特定的某个CPU并不是什么好主意。例如，如果有三个线程都只能使用CPU0，而CPU1，CPU2和CPU3却无所事事。我们想让一个线程运行在一个CPU上，但是同时系统也允许他移到另一个空闲的CPU，那就更好了。要给线程设置一个理想的CPU，可以调用如下：

DWORD SetThreadIdealProcessor(

         HANDLE  hThread,

         DWORD  dwIdealProcessor);

hThread用于指明要为哪个线程设置首选CPU。

dwIdealProcessor函数不是个位掩码，它是个从0到31/63，用于指明供线程希望使用的首选CPU 。可以传递一个MAXIMUM_PROCESSORS的值（在WinNT.h中定义，在32位操作系统中定义为32，64位操作系统中定义为64），表明线程没有理想的CPU。如果没有为该线程设置理想的CP U，那么该函数返回前一个理想的CPU或MAXIMUM_PROCESSORS。