《Windows核心编程》读书心得——线程（线程调度）（4）

 

l  CPU切换调度线程：

每个线程都有一个上下文（CONTEXT），保存在线程的内核对象中。它记录了线程上一次执行时CPU寄存器的状态。

大约每隔20ms，CPU会查看当前所有的线程，然后在可调度的线程中选择一个进行调度。CPU切换调度线程时，先将CPU寄存器写回线程上下文（这样，下次调度该线程，就能从上次停止的地方继续），停止运行原线程；检查剩下的可调度线程内核对象，选择另一个线程内核对象，将该线程上下文载入CPU寄存器。

 

查看和设置CONTEXT：

查看context：GetThreadContext（）

设置context：SetThreadContext（）

 

l  线程的挂起和恢复：

ResumeThread （）：将挂起计数减1，当挂起计数为0，唤醒线程。

（若调用成功，返回线程的前一个挂起计数；否则，返回0xFFFFFFFF）

SuspendThread（）：将挂起计数加1，挂起线程。

Sleep（）：线程睡眠，让出时间来调度其他线程。

（

假如需要强制CPU停止调度当前线程，把时间片让给其他线程，可以使用Sleep（0）或SwitchToThread（），两者的区别如下：

Sleep（）：时间片只能让给优先级相同或更高的线程；

SwitchToThread（）：只要有可调度线程，即便优先级较低，也会让其调度。

）

 

l  两个从消息队列取消息的函数：

PeekMessage（）：从消息队列取一条消息，但不取走。

GetMessage（）：从消息队列取一条消息，并取走。

 

l  线程优先级：

优先级为0的线程：系统启动时，会创建一个优先级为0的“页面清零线程”，它只有在系统中没有其他可调度线程时，才能调度，用来清除内存中的闲置页面。

优先级在1 ~ 15之间的线程：一般用户模式下，线程的优先级都在该范围。

优先级在16 ~ 30之间的线程：一般是内核线程。

 

线程的抢占：

较高优先级的线程，总是会抢占较低优先级线程的处理时间。一般而言，较高优先级的线程大多数都是不可调度的，否则会长期占用CPU时间。

 

动态提升优先级：

如上文所述，线程都有一个基本优先级，其范围从0到31。线程的优先级一般保持在基本优先级附近，但不是固定的，因为系统可能在某些情况下暂时将该优先级提高。

例如：当系统检测到有线程处于饥饿状态3到4秒时，会暂时将该线程的优先级提升到15，并允许其执行两个时间片。当两个时间片执行完，会将其恢复到基本优先级。

（注意：系统只会提升优先级在1 ~ 15之间的线程，而且提升后优先级不会高于15，以防影响操作系统。同时，系统只能提升一个线程的优先级，而不能降低其优先级）

 

相关函数：

SetProcessPriorityBoost( …)：是否允许对进程进行优先级提升；

SetThreadPriorityBoost( …)：是否允许对线程进行优先级提升；

GetProcessPriorityBoost( …)：当前是否启用进程优先级提升；

GetThreadPriorityBoost( …)：当前是否启用线程优先级提升。

 

l  为线程指定CPU：

 

NUMA：

非统一内存访问计算机体系结构。由多个系统板组成，每个系统板都有自己的CPU和内存块。每个CPU可访问任何一块系统板的内存，但访问自己所在系统板的内存比较快，而访问其它板上内存特别慢。

 

为线程指定CPU的好处：

如上介绍的NUMA系统，应该指定一个进程中所有的线程运行在某块系统板上，这样才能保证该板上的CPU在调度这些线程时不会访问其它板上的内存，从而保证效率。此外，假如为线程分配固定的CPU，可以减少CPU时间片切换带来的时间开销，这在某些情况下也是有利于提高工作效率的。

 

相关函数：

SetProcessAffinityMask（HANDLE  hProcess， DWORD_PTR dwProcessAffinityMask）：

（1）hProcess：要设置的进程。

（2）dwProcessAffinityMask：位掩码，表示可以在哪些CPU上运行。该参数每个二进制位表示一个CPU的状态，若某位为1，表示能在该位对应的CPU上运行本进程（例如，0x5表示可以在CUP0和CPU2上运行）。

 

GetProcessAffinityMask( …)：返回进程关联性掩码。

 

SetThreadAffinityMask( …)：设置线程关联性掩码。（用该函数指定CPU，则在线程内部不能使用sleep，否则会被其他CPU抢占资源，没能完全起到指定CPU的目的）

 

SetThreadIdealProcessor( …)：设置线程的理想CPU（该函数第二个参数是0 ~ 31/63之间的数，表示理想CPU的编号）。用该函数设定了理想CPU，那么系统会优先选择该CPU来运行线程，同时当该CPU繁忙时，允许让线程在其它空闲CPU上运行，这样做效率更高。