Critical_section（关键段)

进程是一个可执行的程序，由私有虚拟地址空间、代码、数据和其他操作系统资源（如进程创建的文件、管道、同步对象等）组成。一个应用程序可以有一个或多个进程，一个进程可以有一个或多个线程，其中一个是主线程。

一个进程的所有线程共享它的虚拟地址空间、全局变量和操作系统资源。

1.Win32的进程处理简介

因为MFC没有提供类处理进程，所以直接使用了Win32 API函数。

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2. 进程的创建

调用CreateProcess函数创建新的进程，运行指定的程序。CreateProcess的原型如下：

BOOL CreateProcess(

LPCTSTR lpApplicationName,

LPTSTR lpCommandLine,

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes,

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,

BOOL bInheritHandles,

DWORD dwCreationFlags,

LPVOID lpEnvironment,

LPCTSTR lpCurrentDirectory,

LPSTARTUPINFO lpStartupInfo,

LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInformation

);

其中：

lpApplicationName指向包含了要运行模块名字的字符串。

lpCommandLine指向命令行字符串。

lpProcessAttributes描述进程的安全性属性，NT下有用。

lpThreadAttributes描述进程初始线程（主线程）的安全性属性，NT下有用。

bInHeritHandles表示子进程（被创建的进程）是否可以继承父进程的句柄。可以继承的句柄有线程句柄、有名或无名管道、互斥对象、事件、信号量、映像文件、普通文件和通讯端口等；还有一些句柄不能被继承，如内存句柄、DLL实例句柄、GDI句柄、URER句柄等等。

子进程继承的句柄由父进程通过命令行方式或者进程间通讯（IPC）方式由父进程传递给它。

dwCreationFlags表示创建进程的优先级类别和进程的类型。创建进程的类型分控制台进程、调试进程等；优先级类别用来控制进程的优先级别，分Idle、Normal、High、Real_time四个类别。

lpEnviroment指向环境变量块，环境变量可以被子进程继承。

lpCurrentDirectory指向表示当前目录的字符串，当前目录可以继承。

lpStartupInfo指向StartupInfo结构，控制进程的主窗口的出现方式。

lpProcessInformation指向PROCESS_INFORMATION结构，用来存储返回的进程信息。

从其参数可以看出创建一个新的进程需要指定什么信息。

从上面的解释可以看出，一个进程包含了很多信息。若进程创建成功的话，返回一个进程信息结构类型的指针。进程信息结构如下：

typedef struct _PROCESS_INFORMATION {

HANDLE hProcess;

HANDLE hThread;

DWORD dwProcessId;

DWORD dwThreadId;

}PROCESS_INFORMATION;

进程信息结构包括进程句柄，主线程句柄，进程ID，主线程ID。

 

• 进程的终止

   

  进程在以下情况下终止：

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  • 调用ExitProcess结束进程；

     

     

  • 进程的主线程返回，隐含地调用ExitProcess导致进程结束；

     

     

  • 进程的最后一个线程终止；

     

     

  • 调用TerminateProcess终止进程。

     

     

  • 当要结束一个GDI进程时，发送WM_QUIT消息给主窗口，当然也可以从它的任一线程调用ExitProcess。

     

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     2. Win32的线程

         

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        2. 线程的创建

  使用CreateThread函数创建线程，CreateThread的原型如下：

  HANDLE CreateThread(

  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,

  DWORD dwStackSize,

  LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,

  LPVOID lpParameter,

  DWORD dwCreationFlags, // creation flags

  LPDWORD lpThreadId

  );

  其中：

  lpThreadAttributes表示创建线程的安全属性，NT下有用。

  dwStackSize指定线程栈的尺寸，如果为0则与进程主线程栈相同。

  lpStartAddress指定线程开始运行的地址。

  lpParameter表示传递给线程的32位的参数。

  dwCreateFlages表示是否创建后挂起线程(取值CREATE_SUSPEND)，挂起后调用ResumeThread继续执行。

  lpThreadId用来存放返回的线程ID。

   

  •  

  • 线程的优先级别

     

  进程的每个优先级类包含了五个线程的优先级水平。在进程的优先级类确定之后，可以改变线程的优先级水平。用SetPriorityClass设置进程优先级类，用SetThreadPriority设置线程优先级水平。

  Normal级的线程可以被除了Idle级以外的任意线程抢占。

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        2. 线程的终止

            

  以下情况终止一个线程：

  •  

  • 调用了ExitThread函数；

     

     

  • 线程函数返回：主线程返回导致ExitProcess被调用，其他线程返回导致ExitThread被调用；

     

     

  • 调用ExitProcess导致进程的所有线程终止；

     

     

  • 调用TerminateThread终止一个线程；

     

     

  • 调用TerminateProcess终止一个进程时，导致其所有线程的终止。

     

  当用TerminateProcess或者TerminateThread终止进程或线程时，DLL的入口函数DllMain不会被执行（如果有DLL的话）。

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     2. 线程同步

         

        同步可以保证在一个时间内只有一个线程对某个资源（如操作系统资源等共享资源）有控制权。共享资源包括全局变量、公共数据成员或者句柄等。同步还可以使得有关联交互作用的代码按一定的顺序执行。

        Win32提供了一组对象用来实现多线程的同步。

        这些对象有两种状态：获得信号(Signaled)或者没有或则信号(Not signaled)。线程通过Win32 API提供的同步等待函数（Wait functions）来使用同步对象。一个同步对象在同步等待函数调用时被指定，调用同步函数地线程被阻塞(blocked)，直到同步对象获得信号。被阻塞的线程不占用CPU时间。

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        2. 同步对象

            

  同步对象有：Critical_section（关键段），Event（事件），Mutex（互斥对象），Semaphores（信号量）。

  下面，解释怎么使用这些同步对象。

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  2. 关键段对象：

      

     首先，定义一个关键段对象cs：

     CRITICAL_SECTION cs;

     然后，初始化该对象。初始化时把对象设置为NOT_SINGALED，表示允许线程使用资源：

     InitializeCriticalSection(&cs);

     如果一段程序代码需要对某个资源进行同步保护，则这是一段关键段代码。在进入该关键段代码前调用EnterCriticalSection函数，这样，其他线程都不能执行该段代码，若它们试图执行就会被阻塞。

     完成关键段的执行之后，调用LeaveCriticalSection函数，其他的线程就可以继续执行该段代码。如果该函数不被调用，则其他线程将无限期的等待。

      

  3. 事件对象

      

     首先，调用CreateEvent函数创建一个事件对象，该函数返回一个事件句柄。然后，可以设置（SetEvent）或者复位(ResetEvent)一个事件对象，也可以发一个事件脉冲（PlusEvent），即设置一个事件对象，然后复位它。复位有两种形式：自动复位和人工复位。在创建事件对象时指定复位形式。。

     自动复位：当对象获得信号后，就释放下一个可用线程（优先级别最高的线程；如果优先级别相同，则等待队列中的第一个线程被释放）。

     人工复位：当对象获得信号后，就释放所有可利用线程。

     最后，使用CloseHandle销毁创建的事件对象。

      

  4. 互斥对象

      

     首先，调用CreateMutex创建互斥对象；然后，调用等待函数，可以的话利用关键资源；最后，调用RealseMutex释放互斥对象。

     互斥对象可以在进程间使用，但关键段对象只能用于同一进程的线程之间。

      

  5. 信号量对象

      

     在Win32中，信号量的数值变为0时给以信号。在有多个资源需要管理时可以使用信号量对象。

     首先，调用CreateSemaphore创建一个信号量；然后，调用等待函数，如果允许的话，则利用关键资源；最后，调用RealeaseSemaphore释放信号量对象。

      

  6. 此外，还有其他句柄可以用来同步线程：

      

  文件句柄（FILE HANDLES）

  命名管道句柄（NAMED PIPE HANDELS）

  控制台输入缓冲区句柄（CONSOLE INPUT BUFFER HANDLES）

  通讯设备句柄（COMMUNICTION DEVICE HANDLES）

  进程句柄（PROCESS HANDLES）

  线程句柄（THREAD HANDLES