Win 32 多线程程序设计学习笔记之一：基本概念

1.从win32角度看，进程含有内存和资源。被进程拥有的内存，理论上可以高达2GB。资源则包括核心对象(如file handles和线程)，USER资源（如对话框和字符串），GDI资源（如Devives Context和brushes）。

2.进程本身并不能够执行，它只是提供一个安置内存和线程的地方。

3.Matt Pietrek在Windows 95 System Programming SECRETS一书中的解释是：“进程就是一大堆对象的所有权的集合”，也就是说，进程拥有对象。进程可以拥有内存（更精确地说是拥有memory context），可以拥有file handles，可以拥有线程，也可以拥有一大串dll模块（被载入这一进程的地址空间中）。

4.每一个进程都关系到内存。内存可以大致分为3种类型：

code,Data,Stack

5.Code是程序的可执行部分，一定是只读性质。这是CPU唯一允许执行的内存。可执行Windows NT的两种芯片：Intel芯片和RISC芯片都有这项限制。

6.Data是你的程序中的所有变量（不包括函数中的局部变量），可以区分为全局变量和静态变量两种。当然线程也可以使用malloc()或new动态配置内存。

7.Stack是你调用函数时所用的堆栈空间，其中有局部变量。每个线程产生时配有一个堆栈。如果不需要，操作系统会将它动态扩充。

8.进程和内存并没有真正”做“什么事情。一旦cpu开始执行程序代码，你就有一个“线程”。在同一时间同一进程，你可以拥有一大把线程，执行同一段代码。定义一个线程，需要的数据并不多。线程在“任何时刻下的状态”被定义在进程的某块内存中，以及CPU寄存器中。其他重要的数据，如变量以及应用程序的调用堆栈，存储在进程中的那些可被其他线程共享的内存中。

9.线程相比于进程而言线程廉价，启动比较快，退出也比较快，对系统资源的冲击比较小，而且，线程彼此分享了大部分核心对象（如file handles）的拥有权。

10.Unix产生一个进程所需的额外负担（overhead）比在win32中低的多。然而，win32产生一个线程，代价又更廉价的多。一个单cpu的Windos NT机器上拥有500个线程并不是太过分的事情，而大部分Unix如果有500个进程就会有严重的效率问题，甚至几十其中大部分没有活动（non-active）。

11.在抢先式多任务系统中，当硬件计时器认为某个线程已经执行很久了，就会发生一个中断（interrupt），于是CPU取得目前这个线程的当前状态，也就是把所有寄存器中的内容拷贝到堆栈中，再把它从堆栈中拷贝到一个CONTEXT结构（这样便存储了线程的状态）中，以备以后再用。

12.要切换不同的线程，操作系统应先切换该线程所隶属之进程的内存，然后再恢复改线程放在CONTEXT结构中的寄存器值。这个过程被称作context switch。也就是换一套memory context--page directory和page tables。

13.不同线程间如果需要通讯，唯有依赖特别的设计，使之拥有共享内存（shared memory）。如果两个线程属于同一进程，他们将共享所有的内存。

14.一个操作（operation）如果能够不受中断地完成，我们称之为atomic operation。检查标记和设立标记必须是一个atomic operation，如果它被中断，就会产生一个race condition。检查标记和设立标记的动作非常平常，所以被实现于很多CPU硬件中，名为Test和Set指令。实际上只有操作系统会使用Test和Set指令。操作系统提供比较高阶的机制，让你的程序用以取代Test和Set。