Windows系统的线程调度

灰太狼 2022-06-18 04:46 314阅读 0赞

## 1. 线程调度的一般过程 ##

一个线程在创建的时候，内核会为其创建一个内核对象，在该内核对象中有一个成员变量叫做上下文结构，其中存储的是CPU最后运行该线程时CPU寄存器的值，这样当该线程再次被调度运行的时候，CPU就读取上下文结构中的数据，实现继续对该线程执行。

大体的调度过程是：CPU每隔20ms左右就会检查一遍所有的线程内核对象，通过其结构中的暂停计数器的值，判断是否可被调度，如果可以被调度，则加载该线程，读取其上下文结构，继续执行该线程未完的代码。

如果所有运行的线程都具有相同的优先级，那么线程调度的过程就如上面所示。但是由于windows操作系统是一个抢先式的操作系统，因此任何一个线程都有可能在时间片未到的时候被其他的线程打断。

## 2. 暂停和恢复线程的运行 ##

当使用CreateThread创建一个线程的时候，内核创建的内核对象中将会有一个暂停计数器的变量，用来表示当前的线程或者进程暂停的次数，因为当一个线程或进程创建的时候，它需要一定时间去初始化，因此开始时该计数器为1，当初始化结束后，系统会查看在创建的时候是否设置了CREATE\_SUPENDED标志，如果设置了（一般这么设置是为了让线程先挂起不执行任何该线程代码，然后在挂起期间改变线程的运行环境，比如优先级，然后再恢复运行，当然即使不在线程挂起时修改环境也是可以的，只不过这样线程的一部分代码将在原始环境下运行完成），则它将会一直处于暂停（挂起）状态，如果没有设置，则将计数器减为0，表示该线程对象可以被调度。

除了在创建的时候让线程暂停外，还可以使用API函数让线程暂停：

DWORD SuspendThread(HANDLE handle)

如果要解除暂停，则使用API函数：

DWORD ResumeThread(HANDLE handle)

Windows没有提供暂停和恢复进程的API函数，但是可以通过暂停和恢复该进程中所有的线程来达到目的。

## 3. 线程的优先级 ##

每个线程都会被赋予一个从0到31的优先级号码。当系统要分配线程时间片的时候，它首先是找到所有线程中优先级别最高的一个线程进行运行，在运行期间，如果出现一个可被调度的更高优先级的线程，则会中断当前的运行，而执行更高优先级的线程，否则，一直执行到时间片用完，这时，系统会查看所有的可调度线程。

l 如果这些线程的优先级都比当前的线程优先级低，那么系统将继续执行当前的线程，其他的线程将不会得到CPU，如果经过3~5秒一直处于这样的状态，那么系统会动态的提升某些渴求调度线程的优先级，让他们占用CPU一定时间，然后再降回原来的优先级。

l 如果存在相同优先级的线程，则系统会将CPU分配给那个线程。

总的来说，优先级高的线程基本上会一直占有CPU，而不给低优先级线程以机会。同时不管当前线程的时间片是否用完，如果出现可调度的更高优先级的线程，那么就会打断当前的线程，去执行高优先级的线程。因此，高优先级的线程不应该一直占有CPU，应该注意时常将其挂起。

## 4. 线程优先级的设置 ##

Windows操作系统中，不直接将线程设置为0~31中的某个级别号码，而是设置进程优先级类与相对线程优先级，通过一张映射表，得到线程具体的优先级别。