Windows事件等待學(xué)習(xí)筆記（三）—— WaitForSingleObject函數(shù)分析

• • 要點(diǎn)回顧
  • WaitForSingleObject
  • NtWaitForSingleObject
  • KeWaitForSingleObject：上半部分
  • • 關(guān)鍵循環(huán)
    • 總結(jié)
    • 關(guān)于強(qiáng)制喚醒
    • 實(shí)驗(yàn)：證明等待塊與等待塊表的關(guān)系
    • • 第一步：編譯并運(yùn)行以下代碼
      • 第二步：再WinDbg中找到該進(jìn)程
      • 第三步：查看線程信息

要點(diǎn)回顧

無論可等待對(duì)象是何種類型，線程都是通過 WaitForSingleObject 和 WaitForMultipleObjects進(jìn)入等待狀態(tài)的，這兩個(gè)函數(shù)是理解線程等待與喚醒進(jìn)制的核心

WaitForSingleObject

DWORD WaitForSingleObject(HANDLE hHandle, // handle to objectDWORD dwMilliseconds // time-out interval);

對(duì)應(yīng)的內(nèi)核函數(shù)：NtWaitForSingleObject

NTSTATUS __stdcall NtWaitForSingleObject(HANDLE Handle, //用戶層傳遞的等待對(duì)象的句柄(具體細(xì)節(jié)參加句柄表專題)BOOLEAN Alertable, //對(duì)應(yīng)KTHREAD結(jié)構(gòu)體的Alertable屬性//如果為1 在插入用戶APC時(shí)，該線程將被吵醒 PLARGE_INTEGER Timeout //超時(shí)時(shí)間);

NtWaitForSingleObject

調(diào)用ObReferenceObjectByHandle函數(shù)，通過對(duì)象句柄找到等待對(duì)象結(jié)構(gòu)體地址

調(diào)用KeWaitForSingleObject函數(shù)，進(jìn)入關(guān)鍵循環(huán)

KeWaitForSingleObject：上半部分

準(zhǔn)備等待塊，當(dāng)?shù)却龑?duì)象少于四個(gè)時(shí)，并不為等待對(duì)象分配新的空間，而是向 _KTHREAD(+70) 位置的等待塊賦值，_KTHREAD(+5C) 指向第一個(gè)等待塊的位置
注意：無論使用與否，_KTHREAD(+70)的第四個(gè)等待塊被定時(shí)器占據(jù)，如果用的話，將會(huì)把定時(shí)器與第一個(gè)等待塊相關(guān)聯(lián)

如果超時(shí)時(shí)間不為0，KTHREAD(+70) 第四個(gè)等待塊與第一個(gè)等待塊關(guān)聯(lián)起來：
第一個(gè)等待塊指向第四個(gè)等待塊，第四個(gè)等待塊指向第一個(gè)等待塊。

KTHREAD(+5C) 指向第一個(gè) _KWAIT_BLOCK。

進(jìn)入關(guān)鍵循環(huán)

關(guān)鍵循環(huán)

判斷當(dāng)前被等待對(duì)象是否有信號(hào)
(每一個(gè)線程與等待對(duì)象是通過等待塊進(jìn)行關(guān)聯(lián)的，但是對(duì)象有一個(gè)條件：至少有一個(gè)成員為 _DISPATCHER_HEADER 結(jié)構(gòu)體)_DISPATCHER_HEADER+0x000 Type //類型 可通過IDA或WinDbg查看所需對(duì)象的類型//IDA：分析二進(jìn)制代碼//WinDbg：Wait一個(gè)對(duì)象，然后進(jìn)行查看+0x001 Absolute +0x002 Size +0x003 Inserted +0x004 SignalState //是否有信號(hào)(大于0表示有信號(hào)) +0x008 WaitListHead //雙向鏈表頭 圈著所有等待塊

第一次循環(huán)時(shí)，若等待對(duì)象未超時(shí)，但是有信號(hào)，就不會(huì)將當(dāng)前線程的等待塊掛到等待對(duì)象的鏈表(WaitListHead)中，直接修改信號(hào)的值，退出循環(huán)

第一次循環(huán)時(shí)，若等待對(duì)象未超時(shí)，但是無信號(hào)，就將當(dāng)前線程的等待塊掛到等待對(duì)象的鏈表(WaitListHead)中，將線程自己掛入等待隊(duì)列(KiWaitListHead)，切換線程

當(dāng)線程將自己掛入等待隊(duì)列后，需要等待另一個(gè)線程將自己?jiǎn)拘?#xff08;設(shè)置等待對(duì)象信號(hào)量>0），當(dāng)其它線程將自己?jiǎn)拘押?#xff0c;再沿著等待網(wǎng)找是誰喚醒了自己，找到了之后將自己從等待鏈表(KiWaitListHead)中摘出，但并未從等待網(wǎng)中摘出

線程從哪里切換就從哪里復(fù)活

完整邏輯：

while(true)//每次線程被其他線程喚醒，都要進(jìn)入這個(gè)循環(huán) {if(符合激活條件)//1、超時(shí) 2、等待對(duì)象SignalState>0 {//1) 修改SignalState//2) 退出循環(huán)}else{if(第一次執(zhí)行)將當(dāng)前線程的等待塊掛到等待對(duì)象的鏈表(WaitListHead)中;//將自己掛入等待隊(duì)列(KiWaitListHead)//切換線程...再次獲得CPU時(shí)，從這里開始執(zhí)行} }

退出循環(huán)：

線程將自己+5C的位置清0(WaitBlockList)

釋放 _KWAIT_BLOCK 所占用的內(nèi)存

總結(jié)

不同的等待對(duì)象，用不同的方法來修改 _DISPATCHER_HEADER->SignalState

如果可等待對(duì)象是EVENT，其他線程通常使用SetEvent來設(shè)置SignalState = 1，并且，將正在等待該對(duì)象的其他線程喚醒，也就是從等待鏈表(KiWaitListHead)中摘出來，此時(shí)線程臨時(shí)復(fù)活

SetEvent函數(shù)并不會(huì)將線程從等待網(wǎng)上摘下來，是否要下來，由當(dāng)前線程自己來決定

若使用SetEvent這種函數(shù)直接將線程從等待網(wǎng)上摘下來，將會(huì)非常麻煩，因?yàn)榭赡苡蟹浅６嗟木€程在等待一個(gè)對(duì)象，無法判斷該將誰摘下（一個(gè)也線程可能等待著多個(gè)對(duì)象）

比如：線程A和線程B同時(shí)在等待著一個(gè)對(duì)象，這時(shí)如果有線程C調(diào)用了SetEvent（將等待對(duì)象的信號(hào)量置1），線程A和線程B會(huì)被臨時(shí)喚醒（從KiWaitLkistHead摘下），并行進(jìn)入關(guān)鍵循環(huán)，假設(shè)線程A先運(yùn)行，線程A會(huì)設(shè)置等待對(duì)象的信號(hào)量<=0，然后將自己從等待網(wǎng)上摘下來，此時(shí)線程A徹底復(fù)活。線程B再去判斷等待對(duì)象是否有信號(hào)量時(shí)，已經(jīng)沒有信號(hào)量了，這時(shí)線程B會(huì)將自己重新掛入等待鏈表中（有點(diǎn)繞，慢慢理解）

不同對(duì)象調(diào)用API修改信號(hào)個(gè)數(shù)只在細(xì)節(jié)上有差異，本質(zhì)上都是一樣的

關(guān)于強(qiáng)制喚醒

描述：在APC專題中講過，當(dāng)插入一個(gè)用戶APC時(shí)(Alertable=1)，當(dāng)前線程是可以被喚醒的，但并不是真正的喚醒。因?yàn)槿绻?dāng)前的線程在等待網(wǎng)上，執(zhí)行完用戶APC后，線程仍然要進(jìn)入等待狀態(tài)

實(shí)驗(yàn)：證明等待塊與等待塊表的關(guān)系

第一步：編譯并運(yùn)行以下代碼

#include <stdio.h> #include <windows.h>HANDLE hEvent[3];DWORD WINAPI ThreadProc(LPVOID lpParamter) {::WaitForSingleObject(hEvent[0], -1);printf("ThreadProc函數(shù)執(zhí)行\(zhòng)n");return 0; }int main(int argc, char* argv[]) {hEvent[0] = ::CreateEvent(NULL, TRUE, FALSE, NULL); //創(chuàng)建可等待對(duì)象::CreateThread(NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadProc, NULL, 0, NULL);getchar();return 0; }

第二步：再WinDbg中找到該進(jìn)程

第三步：查看線程信息

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Windows事件等待学习笔记（三）—— WaitForSingleObject函数分析的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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