Windows核心編程學習筆記(23)--纖程

Drecik學習經驗分享

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Windows提供纖程是爲了幫助各個公司更快地、正確地將它們的代碼從UNIX移植到Windows中。

但我們要記住，自己在Windows上設計程序時，應該避免使用纖程，而使用Windows提供的線程機制。

首先要了解的是，纖程是在用戶模式下實現的，內核對纖程一無所知，內核會根據我們定義的算法來對纖程進行調度。

一個線程可以包含一個或多個纖程。對內核而言它會對線程進行搶佔式調度來讓線程執行代碼，但是，線程一次只能執行一個纖程代碼（由我們決定哪個纖程）。

使用纖程的步驟：

通過函數ConvertThreadToFiber將一個已有的線程轉化爲一個纖程：

LPVOID		// 返回纖程執行上下文的地址;
ConvertThreadToFiber(
	LPVOID lpParameter
	);

該函數會創建一個纖程的執行上下文，有下面元素構成：

• 一個用戶自定義的值，即傳入的lpParameter參數
• 結構化異常處理鏈的頭
• 纖程棧的頂部和底部的內存地址
• 某些CPU寄存器，其中包括棧指針，指令指針以及其他寄存器

默認情況下CPU浮點狀態信息不屬於CPU寄存器一部分，不會每個纖程都維護一份，如果纖程需要執行浮點操作，則需要使用函數ConvertThreadToFiberEx來轉換：

LPVOID
ConvertThreadToFiberEx(
	LPVOID lpParameter,
	DWORD dwFlags			// 傳入FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH標誌;
	);

除非打算創建更多的纖程，並讓它們在同一個線程中運行，否則沒有理由將一個線程轉換爲纖程，創建另一個纖程，當前線程使用CreateFiber或CreateFiberEx：

LPVOID		// 返回纖程執行上下文的地址;
CreateFiber(
	SIZE_T dwStackSize,			// 棧大小，通常爲0;
	LPFIBER_START_ROUTINE lpStartAddress,	// 指定纖程函數的地址;
	LPVOID lpParameter			// 用戶自定義值，會保存到纖程執行上下文;
	);

LPVOID
CreateFiberEx(
	SIZE_T dwStackCommitSize,	// 指定一開始要調撥的物理存儲頁;
	SIZE_T dwStackReserveSize,	// 預定指定數量的虛擬內存;
	DWORD dwFlags,				// 可以指定需要進行浮點操作，傳入FIBER_FLAG_FLOAT_SWITCH標誌;
	LPFIBER_START_ROUTINE lpStartAddress,
	LPVOID lpParameter
	);

// 纖程函數的函數原型;
// 該函數不應該返回，如果返回，該線程以及它創建的所有纖程都會立即被銷燬;
typedef VOID (WINAPI *PFIBER_START_ROUTINE)(
	LPVOID lpFiberParameter		// 傳入用戶自定義的值;
	);

CreateFiber(Ex)與ConvertTreadToFiber(Ex)不同之處在於，它創建的纖程不會立即執行，因爲當前運行的纖程還在執行，在同一時刻只能執行一個纖程，可以使用SwitchToFiber來讓新的纖程執行：

VOID
SwitchToFiber(
	LPVOID lpFiber	// 纖程執行上下文地址;
	);

在內部該函數會將正在執行的纖程CPU寄存器保存起來在執行上下文中，然後將要執行纖程的CPU寄存器載入到CPU中，並將新的纖程與線程關聯，讓線程運行指定的纖程，最後就是載入指令指針，讓纖程從上次運行的地方開始執行。

最後可以調用DeleteFiber啦銷燬纖程：

VOID
DeleteFiber(
	LPVOID lpFiber	// 纖程執行上下文地址;
	);

函數會刪除該參數標識的纖程，並釋放線程的棧並銷燬纖程的執行上下文，如果該纖程與線程正在關聯，則會在內部調用ExitThread，從而使線程以及爲它創建的纖程都結束。

DeleteFiber通常爲一個纖程調用，以刪除另一個纖程，與線程不同，線程是最好不要終止另外一個線程。

當所有纖程都被刪除，可以調用ConvertFiberToThread(Ex)來解除線程的纖程狀態，同時釋放最後一塊內存塊。

如果想知道當先的線程相關聯的纖程地址，可以調用GetCurrentFiber，也可以調用GetFiberData返回用戶自定義的值。