Основные функции для работы с потоками.

1. CreateThread(…). Создаёт новый поток в текущем процессе.

2. CreateRemoteThread(…).Создаёт новый поток в другом процессе.

3. ExitThread(…). Нормальное завершение потока.

4. TerminateThread(…). Аварийное завершение потока, завершение потока из другого потока.

5. GetExitCodeThread(…). Получение кода завершения любого потока.

6. GetThreadTimes(…). Возвращает временные характеристики другого потока, то есть время работы другого потока в пользовательском режиме и режиме ядра. В Windows 95 и Windows 98 не используются.

7. GetThreadContext(…). Возвращает регистры процессора для данного потока.

SetThreadContext(…). Изменяет регистры процессора для данного потока.

8. GetCurrentThread(…). Получить дескриптор текущего потока.

SetCurrentThreadId(…). Получить идентификатор текущего потока.

Аналогичные функции есть для процесса GetCurrentProcess и GetCurrentProcessId.

7. Распределение времени между потоками. Классы приоритета. Уровни приоритета. Относительный уровень приоритета потока.

Управление потоками.

1. Планирование потоков.

2. Синхронизация потоков.

В Windows реализована подсистема вытесняющего планирования на основе уровней приоритета. Всегда выполняется поток с наивысшим приоритетом к выполнению. Выбранный для выполнения поток работает в течение некоторого периода называемого квантом. После того, как истёк квант времени ОС будет искать другой поток с таким же уровнем приоритета или выше. Если таких нет, то ищет с меньшим приоритетом. В Windows 2000 потокам могут выделяться разные кванты времени. Поток также может не полностью использовать свой квант. Как только другой поток с более высоким приоритетом готов к выполнению, текущий поток вытесняется даже если его квант не истёк.

Совокупность процедур, выполняющих планирование называется диспетчером ядра.

Диспетчер ядра инициализируется следующими событиями.

1. Поток готов к выполнению, например, он только что создан.

2. Поток прекращает выполнение, когда его квант истёк или поток завершается, или поток переходит в состояние ожидания.

3. Приоритет потока изменяется, например, в результате вызова системного сервиса.

4. Изменяется привязка к процессорам выполняемого потока.

В любом из этих четырёх случаев Windows должна определить, какой поток должен выполняться следующим.

Выбрав новый поток Windows включает CONTEXT, текущее содержание регистров процессора переписывается в структуру CONTEXT, которая находится в TDB (ETHREAD).

Планирование в Windows осуществляется на уровне потоков, то есть ОС не волнует то, какому процессу принадлежит тот или иной поток.

Пример. Если у процесса А – 12 потоков, а у В – 2 потока, и все 14 потоков имеют один и тот же приоритет, то каждый поток получит 1/14 времени процессора. Windows не будет делить поровну время процессора между двумя процессами.

Классы и уровни приоритета.

В Windows поддерживается 32 уровня приоритета от 0 до 31. Все приоритеты делятся на четыре класса. Класс приоритета присваивается процессу с помощью одного из флагов функции CreateProcess. Рассмотрим связь уровней приоритета с классами.

Класс	Описание	Флаг	Уровень приоритета
Idle	приостановлен	IDLE_PRIORITY_CLASS	4
Normal	нормальный	NORMAL_PRIORITY_CLASS	7-9
High	высокий	HIGH_PRIORITY_CLASS	13
RealTime	реального времени	REALTIME_PRIORITY_CLASS	24

Если при вызове процесса класс Normal, то система присваивает процессу класс Normal, если только родительский процесс не имел класс Idle.

1. Idle. Используется для системного потока, который обнуляет неиспользованные страницы памяти. Этот класс может использовать, например, ScreenSaver. Большую часть времени этот поток отсле-живает деятельность пользователя. Если он не использует компьютер, то хранитель экрана активи-зируется.

2. Normal. В основном все процессы работают с этим классом проиритета. Windows 95, 98 сама по-вышает уровень приоритета активного процесса.

3. High. Его следует использовать в случае крайней необходимости, например, в Windows приоритет High имеет менеджер задач. Такой приоритет устанавливается, чтобы прервать любой поль-зовательский процесс, даже если он вышел в непрерывный цикл.

4. RealTime. Практически никогда не используется. В ранних версиях Windows этот класс отсут-ствовал. Его не стоит использовать, так как системные потоки, использующие клавиатуру и мышь имеют меньший приоритет. Его следует использовать в нескольких случаях.

• в приложении напрямую общаться с оборудованием, например в драйверах устройств.

• если приложение выполняет быстротечную операцию, которую нельзя прервать.

Относительный уровень приоритета потока

В базе данных каждого процесса хранится относительный приоритет потока. Когда поток только создаётся, то начальный уровень приоритета равен его классу.

Например, если поток принадлежит процессу с классом HIGH, то при создании этого потока его уровень приоритета будет 13. Приоритет потока можно изменить с помощью функции SetThreadPriority(…). Изменение всегда производится относительно класса приоритета процесса, то есть относительно базового приоритета. В качестве параметров указывается дескриптор потока и относительный уровень приоритета.

1. Thread_Priority_Lowest – приоритет потока на 2 единицы меньше класса приоритета процесса. То есть, если у нас RealTime c приоритетом 24, то применив эту функцию приоритет станет 22.

2. Thread_Priority_Below_Normal – приоритет потока на 1 единицу меньше класса приоритета процесса.

3. Thread_Priority_Normal – приоритет потока становится равен приоритету процесса.

4. Thread_Priority_Above_Normal – приоритет потока становится на 1 единицу больше приоритета процесса.

5. Thread_Priority_Highest – приоритет потока становится на 2 единицы больше приоритета процесса.

6. Thread_Priority_Idle – в этом случае для процессов относящихся к классам Idle, Normal, High приоритет потока становится равным 1. Для процесса RealTime приоритет потока становится раным 16.

7. Thread_Priority_Time_Critical – для процессов Idle, Normal, High уровень приоритета равен 16, для RealTime – 31.

Относительный уровень приоритета потока хранится в базе данных потока. Функции не обладают кумулятивным действием, то есть, если функцию SetPriority(hThread, и несколько раз написать Thread_Priority_Lowest), то уровень приоритета потока уменьшится только на 2 единицы относительно базового.