第25章 线程处理(1)

25.1 Windows为什么要支持线程

进程：

Microsoft设计Windows NT内核时，它们决定在一个进程(process)中进行应用程序的每个实例。进程不过是应用程序的一个实例要使用的资源的一个集合。

1. 每个进程都被赋予了一个虚拟地址空间，确保一个进程使用的代码和数据无法由另一个进程访问。这就确保了应用程序的实例的健壮性，因为一个进程无法破坏另一个进程使用的代码或数据。(进程之间相互独立，互不访问)

2. OS的内核代码和数据是进程访问不到的；所以应用程序代码破坏不了操作系统代码或数据。

线程：

线程(thread)的职责是对CPU进行虚拟化。Windows为每个进程都提供了该进程专用的线程(功能相当于一个CPU，可将线程理解成一个逻辑CPU)。如果应用程序的代码进入无限循环，与那个代码关联的进程会“冻结”，但其他进程(他们有自己的进程)不会冻结；它们会继续执行！

25.2 线程开销

windows在系统中的所有线程(逻辑CPU)之间共享物理CPU。

在任何给定的时刻，windows只将一个线程分配给一个CPU。那个线程允许运行一个“时间片”(有时也称为“量”或者"量程"，即quantum)。一旦时间片到期，windows就上下文切换到另一个线程。(OS的上下文切换)

如果要构建高性能的应用程序和组件，就应该尽可能地避免上下文切换。

一个时间片结束时，如果windows决定再次调度同一个线程(而不是切换到另一个线程)，那么windows不会执行上下文切换。相反，线程将继续运行。这能显著改善性能。

执行垃圾回收时，CLR必须挂起(暂停)所有线程，遍历它们的栈来查找根以便对堆中的对象进行标记，再次遍历它们的栈，再恢复所有线程。所以，减少线程的数量也会显著提升垃圾回收器的性能。每次使用一个调试器并遇到一个断点，Windows都会挂起正在调试的应用程序中的所有线程，并在单步执行或者运行应用程序时恢复所有线程。因此，你用的线程越多，调试体验也就越差。

必须尽可能地避免使用线程，因为它们要耗用大量内存，而且需要相当多的时间来创建、销毁和管理。Windows在线程之间进行上下文切换，以及在发生垃圾回收的时候，也会浪费掉不少时间。

有时必须使用线程，因为他们使windows变得更健壮，反应更灵敏。

安装了多个CPU(或者一个多核CPU)的计算机可以真正同时运行几个线程，这提升了应用程序的可伸缩性(在少量时间里做更多工作的能力)。Windows为每个CPU内核都分配了一个线程，每个内核都自己执行到其他线程的上下文切换。Windows确保单个线程不会同时在多个内核上调度，因为这会带来巨大的混乱。