核心编程随笔7——线程调度和优先级

NOTE0——何为上下文切换

每一个线程都有一个上下文。后者保存在线程的内核对象中。这个上下文反映了线程上一次执行时cpu寄存器的状态。大约每隔20ms(GetSystemTimeAdjustMent函数第二个参数的返回值),windows都会查看所有当前存在的线程内核对象,这些对象中只有一些是认为可以调度的。window在可调度的线程内核对象中选择一个,并将上次保存在线程上下文中的值载入cpu寄存器。这一操作成为上下文切换,可以通过spy++看线程属性。

说明:怎么确保某个线程在数据到达串行端口来的1MS之内开始运行。答案:不行。实时操作系统可以。但是window不是实时的。实时操作系统需要对底层的硬件有清楚的了解,从而指导硬盘控制器。键盘等的延时。

NOTE1——线程的挂起和恢复

有些线程对象的挂起技术大于0,这意味着该线程已经被挂起。不应该给他调度任何cpu时间。可以通过调用CreateProcess或CreateThread函数并传入CREATE_SUSPENDED标志来创建一个被挂起的线程。

可以通过调用ResumeThread函数。传入调用CreateThread时所返回的线程句柄来实现:

DWORD ResumeThread(Handle hThread);如果成功返回线程前一个挂起计数。否则返回0xffffffff,还可以通过SuspendThread来挂起线程DWORD SuspendThread(Handle hThread);任何线程都可以调用这个函数挂起另一个线程,线程可以将自己挂起。但是他无法自己恢复。实际开发中。应用程序在调用suspendthread时必须小心。因为试图挂起一个线程时。我们不知道线程在做什么。例如线程正在分配堆中的内存。线程将锁定堆。当其他线程要访问堆的时候。他们的执行将被中止。直到第一个线程恢复。之后又在确切知道目标线程是哪个。而且采用完备的措施避免出现因挂起线程而引起的问或死锁的时候。调用suspendthread才是安全的。

openThread这个函数将找到线程ID匹配的线程内核对象。并将内核对象的使用计数递增1,然后返回对象的句柄。有了这个句柄。就可以调用suspendthread或resumethread了

NOTE2——切换到另一个线程

SwitchToThread的函数。如果存在另一个可调度线程。那么系统会让此线程运行。调用这个函数时。系统查看是否存在正急需cpu时间的饥饿线程。如果没有立即返回。如果存在.switchtothread将调用该线程。(该优先级可能比swithtothread的主调线程低),

NOTE3——在实际上下文中谈context结构。

系统使用context结构记住线程的状态。这样线程在下一次获得cpu可以运行时。就可以在上次停止处继续。window实际上允许我们查看线程内核对象的内部。并获得当前cpu寄存器状态的集合。为此。只需要调用GetThreadContext:调用它之前应该先调用suspendthread,否则。系统可能正好获得调度此线程。这样一来。线程的上下文和所获得的信息就不一致了。一个线程实际有两个上下文。用户模式和内核模式。GetThreadContext只能返回用户模式上下文。

通过setthreadcontext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。同样如果要改变哪个线程的上下文。应该要暂停该线程。否则结果无法预料。

#include "windows.h"
#include<TLHELP32.H>
#include "stdio.h"
#include "winnt.h"
void SuspendProcess(DWORD dwProcessId,BOOL fsuspend);
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hinstExe, HINSTANCE,
PSTR pszCmdLine, int nCmdShow)
 
{
        HANDLE snapshot;  
        PROCESSENTRY32 processinfo ;  
        processinfo.dwSize=sizeof(processinfo) ;  

        snapshot=CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPPROCESS,0); 

        if(snapshot==NULL) 
             return FALSE;  
             BOOL status= Process32First(snapshot,&processinfo);  

             while(status)  
            {  
                    if(stricmp("notepad.exe",processinfo.szExeFile)==0) 

                         break;  
                         status=Process32Next(snapshot,&processinfo);
            }  
           if(status==0)
           {
                  MessageBox(NULL,"没有找到你要挂起的进程","提示",MB_OK);
                  return 1;
           }
           CloseHandle(snapshot);
           SuspendProcess(processinfo.th32ProcessID,1);
           SuspendProcess(processinfo.th32ProcessID,0);
           return 1;
}
void SuspendProcess(DWORD dwProcessId,BOOL fsuspend)
{
      HANDLE snapshot;  
      snapshot=CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPTHREAD,0);
      THREADENTRY32 te={ sizeof(te)};
      BOOL fOK=Thread32First(snapshot,&te);
      for(;fOK;fOK=Thread32Next(snapshot,&te))
     {
             if(te.th32OwnerProcessID==dwProcessId)
             {
                     typedef HANDLE (__stdcall *OPENTHREAD) (DWORD dwFlag, BOOL bUnknow, DWORD dwThreadId);  

                    HMODULE hDll =::LoadLibrary("Kernel32.dll");  

                    OPENTHREAD lpfnOpenThread = (OPENTHREAD)::GetProcAddress(hDll, "OpenThread");  

                    HANDLE hThread = lpfnOpenThread(THREAD_SUSPEND_RESUME, FALSE, te.th32ThreadID);
                   // HANDLE hThread = lpfnOpenThread(THREAD_ALL_ACCESS, FALSE, te.th32ThreadID);
                   if(fsuspend==1)
                  {
                         SuspendThread(hThread);
                         CONTEXT context;
                         context.ContextFlags=CONTEXT_FULL;
                         GetThreadContext(hThread,&context);
                         context.Eip=0x00010000;
                         context.ContextFlags=CONTEXT_CONTROL;
                         SetThreadContext(hThread,&context);
                   }
                   else
                        ResumeThread(hThread);
                   // HANDLE hThread=OpenThread (THREAD_SUSPEND_RESUME,FALSE,te.th32OwnerProcessID);
         }
    }
    CloseHandle(snapshot);
}

NOTE4——优先级编程

调用createprocess中可以在fdwcreate参数中传入需要的优先级。一旦进程运行。可以通过setpriorityclass来改变自己的优先级

SetPriorityClass进行设置

SetPriorityClass

设置优先权

函数原型:

BOOL SetPriorityClass(  HANDLE hProcess,  DWORD dwPriorityClass);

GetPriorityClass

得到优先权

函数原型:

DWORD GetPriorityClass(
  HANDLE hProcess
);

dwPriorityClass:

ABOVE_NORMAL_PRIORITY_CLASS        0x00008000
BELOW_NORMAL_PRIORITY_CLASS      0x00004000
HIGH_PRIORITY_CLASS                             0x00000080

IDLE_PRIORITY_CLASS                              0x00000040
NORMAL_PRIORITY_CLASS                      0x00000020

REALTIME_PRIORITY_CLASS                   0x00000100

例:

if (!CreateProcess("D:\\Program Files\\TTPlayer\\TTPlayer.exe", GetCommandLine(), NULL,

     NULL, FALSE, CREATE_DEFAULT_ERROR_MODE | NORMAL_PRIORITY_CLASS, NULL, NULL, &si, &pi))
 {
 
  CloseHandle(pi.hThread);
  WaitForSingleObject(pi.hProcess, INFINITE);
  CloseHandle(pi.hProcess);
 }

BOOL fTemp = SetPriorityClass(pi.hProcess, HIGH_PRIORITY_CLASS);
 //BOOL fTemp = SetPriorityClass(pi.hProcess, 21);
 LONG lRet = GetPriorityClass(pi.hProcess);

用来获取进程优先级的相应函数如下。getpriorityclass

NOTE5

SetProcessPriorityBoost允许或禁止系统提升一个进程中所有线程的优先级。

而SetThreadPriorityBoost则允许或禁止提升某个线程的优先级。有相应的Get函数来判断当前时候启用优先级提升。

SetFileInformationByHandle:Sets the file information for the specified file.BOOL WINAPI SetFileInformationByHandle(
  __in  HANDLE hFile,
  __in  FILE_INFO_BY_HANDLE_CLASS FileInformationClass,
  __in  LPVOID lpFileInformation,
  __in  DWORD dwBufferSize
);

系统在启动时将确定计算机中存在多少个cpu。应用程序可以通过调用GetsystemInfo来查询机器上cpu的数量。如果限制某些进程只在可用cpu的一个子集上运行。则可以调用SetProcessAffinityMask

The SetProcessAffinityMask function sets a processor affinity mask for the threads of the specified process.

BOOL SetProcessAffinityMask(
  HANDLE hProcess,
  DWORD_PTR dwProcessAffinityMask
);

 

     //get system info
    SYSTEM_INFO SystemInfo;
    GetSystemInfo(&SystemInfo);

    printf("
"
        "dwNumberOfProcessors=%u, dwActiveProcessorMask=%u, wProcessorLevel=%u,
"
        "wProcessorArchitecture=%u, dwPageSize=%u
",
        SystemInfo.dwNumberOfProcessors, SystemInfo.dwActiveProcessorMask, SystemInfo.wProcessorLevel, 
        SystemInfo.wProcessorArchitecture,SystemInfo.dwPageSize
        );
    if(SystemInfo.dwNumberOfProcessors <= 1) return;

    DWORD dwMask = 0x0000;
    DWORD dwtmp = 0x0001;
    int nProcessorNum = 0;
    for(int i = 0; i < 32; i++)
    ...{
        if(SystemInfo.dwActiveProcessorMask & dwtmp)
        ...{
            nProcessorNum++;
            if(nProcessorNum <= 2)
            ...{
                //如果系统中有多个处理器,则选择第二个处理器
                dwMask = dwtmp;
            }
            else
            ...{
                break;
            }
        }

        dwtmp *= 2;

    }//end of for

    //进程与指定cpu绑定
    SetProcessAffinityMask(GetCurrentProcess(), dwMask);
    //线程与指定cpu绑定
    //SetThreadAffinityMask(GetCurrentThread(),dwMask);

    return ;

 

 SetThreadAffinityMask是设置此线程只能在某个或某些处理器上运行;SetThreadIdealProcessor是在上述设置的范围内,指定线程优先在某个处理器上运行。

 当vista在x86计算机上启动时。我们可以限制系统将所有的cpu数量。在启动过程中。系统将检查启动配置数据(BCD),BCD是一个取代老的boot.ini文本文件的数据存库,他在计算机的硬件和固件之上提供了一个抽象层。BCD的编程配置是通过wmi实现的。

时间: 2024-07-31 11:39:37

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接上一篇 Windows 核心编程研究系列之一(改变进程 PTE) 内容 上一篇观赏地址 :http://community.csdn.net/Expert/topic/5124/5124747.xml?temp=.2832453 当然系统保证不让访问地址0出于一种保护的目的,是防止未初始化的指针读取数据.我说的访问地址0只是出于一种纯实现的目的,也不提倡大家这样做.说白了只是好玩罢了. 大家都知道在 windows 中读取/写入地址0的指令肯定会出错: // 写 0 地址的内容xor edx,

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