《Windows via C/C++》学习笔记 —— Windows 线程池
線程池（thread pool），允許有多個(gè)線程同時(shí)存在，并發(fā)執(zhí)行，并且這些線程受到統(tǒng)一管理。
在Windows Vista中，提供了全新的線程池機(jī)制，一般這些線程池中的線程的創(chuàng)建的銷毀是由操作系統(tǒng)自動(dòng)完成的。
Windows Vista 中重新設(shè)計(jì)了線程池，提供了一組新的線程池API。因此，本篇討論的僅僅在Windows Vista系統(tǒng)，或其以上的Windows版本中有效。
當(dāng)一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建之后，它并不與線程池關(guān)聯(lián)。一旦新的線程池API函數(shù)被呼叫之后，系統(tǒng)就為該進(jìn)程創(chuàng)建內(nèi)核資源，并且有些資源直到進(jìn)程結(jié)束才釋放。因此，在使用線程池的時(shí)候，線程、其他內(nèi)核對(duì)象、內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被分配給進(jìn)程，因此要考慮線程池是否確實(shí)必要。
線程池機(jī)制有4種功能：
1、調(diào)用一個(gè)異步函數(shù)
2、定時(shí)地調(diào)用一個(gè)函數(shù)
3、當(dāng)一個(gè)內(nèi)核對(duì)象被通知的時(shí)候調(diào)用一個(gè)函數(shù)
4、當(dāng)一個(gè)異步I/O請(qǐng)求完成的時(shí)候調(diào)用一個(gè)函數(shù)
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而這4個(gè)功能都和線程池中的“工作項(xiàng)”息息相關(guān)?？梢园选肮ぷ黜?xiàng)”看作是一個(gè)特定的工作記錄，記錄著異步函數(shù)，線程池定時(shí)器信息，線程池等待對(duì)象信息，線程池I/O對(duì)象，而這4個(gè)對(duì)象就是實(shí)現(xiàn)上述4個(gè)功能的要素。
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調(diào)用一個(gè)異步函數(shù)
首先來(lái)討論一下第1種功能：調(diào)用一個(gè)異步函數(shù)。其基本步驟可以有兩種：
第一種：
1、定義一個(gè)給定格式的異步函數(shù)
2、提交這個(gè)異步函數(shù)給線程池
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第二種：
1、定義一個(gè)給定格式的異步函數(shù)
2、創(chuàng)建一個(gè)“工作項(xiàng)”，該工作項(xiàng)與異步函數(shù)、異步函數(shù)參數(shù)關(guān)聯(lián)
3、將這個(gè)工作項(xiàng)提交給線程池
4、關(guān)閉創(chuàng)建的“工作項(xiàng)”
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為了在線程池中調(diào)用一個(gè)異步函數(shù)，該異步函數(shù)的定義如下（第1個(gè)參數(shù)pInstance暫不討論，可以簡(jiǎn)單地傳遞NULL，下同）：
VOID?NTAPI?SimpleCallback(??????????//函數(shù)名可以任意?????PTP_CALLBACK_INSTANCE?pInstance,
?????PVOID?pvContext);?????//函數(shù)參數(shù)
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然后，你可以提交一個(gè)請(qǐng)求給線程池，讓其中的一個(gè)線程執(zhí)行這個(gè)函數(shù)：
BOOL?TrySubmitThreadpoolCallback(???PTP_SIMPLE_CALLBACK?pfnCallback,???//按上面格式定義的異步函數(shù)的指針
???PVOID?pvContext,??????????//傳遞給異步函數(shù)的參數(shù)
???PTP_CALLBACK_ENVIRON?pcbe);
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TrySubmitThreadpoolCallback 函數(shù)在線程池隊(duì)列中加入一個(gè)“工作項(xiàng)”（work item），如果成功返回TRUE，否則返回FLASE。pcbe參數(shù)下面會(huì)介紹，你可以簡(jiǎn)單地傳遞NULL給這個(gè)參數(shù)（下同）。
你不必調(diào)用CreateThread來(lái)創(chuàng)建線程，當(dāng)進(jìn)程內(nèi)調(diào)用TrySubmitThreadpoolCallback函數(shù)的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地給你的進(jìn)程創(chuàng)建線程池，然后在該線程池隊(duì)列中隊(duì)列中加入一個(gè)“工作項(xiàng)”，并讓其中的一個(gè)線程來(lái)執(zhí)行你定義的異步函數(shù)。當(dāng)異步函數(shù)執(zhí)行完畢后，該線程不會(huì)被銷毀，而是進(jìn)入線程池等待另一個(gè)“工作項(xiàng)”的到來(lái)。線程池中的線程是回收利用的，并不是不斷創(chuàng)建和銷毀的，這樣提高了性能。同時(shí)，這個(gè)線程池如果覺(jué)得自己的線程太多的話，就自動(dòng)地銷毀一些線程，可以讓性能達(dá)到最佳。
你可以使用CreateThreadpoolWork函數(shù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)“工作項(xiàng)”：
PTP_WORK?CreateThreadpoolWork(???PTP_WORK_CALLBACK?pfnWorkHandler,?????//異步函數(shù)指針
???PVOID?pvContext,??????????????????????//異步函數(shù)參數(shù)
???PTP_CALLBACK_ENVIRON?pcbe);
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該函數(shù)接受一個(gè)異步函數(shù)的指針和這個(gè)異步函數(shù)的參數(shù)，并創(chuàng)建一個(gè)用戶模式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)保存對(duì)應(yīng)的3個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)，同時(shí)返回一個(gè)指向這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針，可以理解為“工作項(xiàng)”指針。
其中，pfnWordHandler 函數(shù)是一個(gè)異步函數(shù)的指針，這個(gè)異步函數(shù)會(huì)被線程池中某個(gè)線程調(diào)用，該異步函數(shù)定義如下：
VOID?CALLBACK?WorkCallback(?????//函數(shù)名可以任意???PTP_CALLBACK_INSTANCE?Instance,
???PVOID?Context,??????//異步函數(shù)參數(shù)，由CreateThreadpoolWork函數(shù)指定
???PTP_WORK?Work);?????//線程池“工作項(xiàng)”指針
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當(dāng)你想將一個(gè)創(chuàng)建了的工作項(xiàng)提交給線程池，可以使用SubmitThreadpoolWork函數(shù)：
VOID?SubmitThreadpoolWork(PTP_WORK?pWork);?????//參數(shù)是工作項(xiàng)指針?
如果多次調(diào)用該函數(shù)向一個(gè)線程池提交同一個(gè)工作項(xiàng)，那么異步函數(shù)會(huì)被調(diào)用多次，而每次的參數(shù)都是同樣一個(gè)值。
如果有另一個(gè)線程想要取消提交的工作項(xiàng)，或者掛起自己等待工作項(xiàng)完成，可以使用這個(gè)函數(shù)：
VOID?WaitForThreadpoolWorkCallbacks(???PTP_WORK?pWork,?????//工作項(xiàng)指針
???BOOL?bCancelPendingCallbacks);??//是否取消該工作項(xiàng)
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pWork 函數(shù)是一個(gè)工作項(xiàng)指針，由函數(shù)CreateThreadpoolWork創(chuàng)建并返回。如果該工作項(xiàng)沒(méi)有被提交，則該函數(shù)馬上返回，不做任何工作。
如果傳遞TRUE給參數(shù)bCancelPendingCallbacks，WaitForThreadpoolWorkCallbacks函數(shù)將試圖取消這個(gè)先前提交的工作項(xiàng)。如果這個(gè)工作項(xiàng)正在被處理，那么這個(gè)處理不會(huì)被打斷，該函數(shù)會(huì)等待直到工作項(xiàng)結(jié)束才返回。如果這個(gè)工作項(xiàng)被提交，但是目前不在處理，那么該函數(shù)就會(huì)立即取消該工作項(xiàng)并理解返回，那么這個(gè)工作項(xiàng)的異步函數(shù)就不會(huì)被調(diào)用了。
如果傳遞FALSE給傳遞bCancelPendingCallbacks，WaitForThreadpoolWorkCallbacks函數(shù)將掛起這個(gè)調(diào)用它的線程，直到指定的工作項(xiàng)完成，而線程池中執(zhí)行這個(gè)工作項(xiàng)的線程在完成處理工作項(xiàng)之后返回線程池，繼續(xù)處理下一個(gè)工作項(xiàng)。
如果傳遞給WaitForThreadpoolWorkCallbacks函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)的工作項(xiàng)指針被提交給線程池多次，也就是說(shuō)多個(gè)工作項(xiàng)使用同一個(gè)工作項(xiàng)指針，如果第2個(gè)參數(shù)為FALSE，那么WaitForThreadpoolWorkCallbacks將等到這個(gè)工作項(xiàng)指針代表的所有工作項(xiàng)處理完成才返回。如果傳遞TRUE給第2個(gè)參數(shù)，WaitForThreadpoolWorkCallbacks將等待，只要當(dāng)前正在執(zhí)行的工作項(xiàng)結(jié)束就返回。
當(dāng)你不要使用工作項(xiàng)的時(shí)候，使用CloseThreadpoolWork函數(shù)關(guān)閉之。?
VOID?CloseThreadpoolWork(PTP_WORK?pwk);?
定時(shí)調(diào)用一個(gè)函數(shù)
這是Windows線程池提供的第2個(gè)功能。
有的時(shí)候，應(yīng)用程序需要在某一個(gè)特定的時(shí)間執(zhí)行特定的任務(wù)，你可以選擇使用Windows內(nèi)核對(duì)象“等待定時(shí)器”來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，但是如果這種基于時(shí)間的任務(wù)特別的多，那么就不得不為每個(gè)這樣的任務(wù)創(chuàng)建一個(gè)“等待定時(shí)器”對(duì)象，無(wú)疑會(huì)浪費(fèi)資源。當(dāng)然，你也許會(huì)想到創(chuàng)建單個(gè)“等待定時(shí)器”，然后不斷地設(shè)置它的下一次要等待的時(shí)間，這樣就可以完成多個(gè)基于時(shí)間的任務(wù)了。但是如此一來(lái)，代碼量就會(huì)增大。
Windows提供了線程池來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的功能，其方法是通過(guò)“線程池定時(shí)器”。
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首先，你要定義一個(gè)如下格式的回調(diào)函數(shù)，讓線程池中的線程定時(shí)調(diào)用它：
VOID?CALLBACK?TimeoutCallback(?????//?函數(shù)名可以任意???PTP_CALLBACK_INSTANCE?pInstance,
???PVOID?pvContext,?????????//?函數(shù)的參數(shù)
???PTP_TIMER?pTimer);???????//?一個(gè)指向“線程池定時(shí)器”的指針
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然后告訴線程池什么時(shí)候調(diào)用你的回調(diào)函數(shù)：
PTP_TIMER?CreateThreadpoolTimer(???PTP_TIMER_CALLBACK?pfnTimerCallback,???//?類似上面格式的函數(shù)的指針
???PVOID?pvContext,???????????????//?回調(diào)函數(shù)的參數(shù)，由這個(gè)參數(shù)指明
???PTP_CALLBACK_ENVIRON?pcbe);
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不難發(fā)現(xiàn)，CreateThreadpoolTimer函數(shù)和第1種方法中的CreateThreadpoolWork函數(shù)十分類似，而且兩者的回調(diào)函數(shù)也十分類似。當(dāng)調(diào)用CreateThreadpoolTimer函數(shù)的時(shí)候，第1個(gè)參數(shù)指向一個(gè)回調(diào)函數(shù)，第2個(gè)參數(shù)pvContext會(huì)傳遞給這個(gè)回調(diào)函數(shù)的第2個(gè)參數(shù)，而其返回值——一個(gè)“線程池定時(shí)器”指針也會(huì)傳遞給這個(gè)回調(diào)函數(shù)的第3個(gè)參數(shù)。
如果你想把由CreateThreadpoolTimer函數(shù)創(chuàng)建的“線程池定時(shí)器”注冊(cè)到線程池中去，可以使用如下函數(shù)：
VOID?SetThreadpoolTimer(???PTP_TIMER?pTimer,????????//?一個(gè)“線程池定時(shí)器”指針
???PFILETIME?pftDueTime,????//?回調(diào)函數(shù)被調(diào)用的時(shí)間
???DWORD?msPeriod,??????????//?周期性調(diào)用回調(diào)函數(shù)的間隔時(shí)間（毫秒）
???DWORD?msWindowLength);???//?周期時(shí)間的波動(dòng)范圍（毫秒）
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該函數(shù)的第1個(gè)參數(shù)pTimer是由CreateThreadpoolTimer函數(shù)返回的。第2個(gè)參數(shù)pftDueTimer是指明回調(diào)函數(shù)什么時(shí)候被調(diào)用，一個(gè)正的數(shù)值表示的是絕對(duì)時(shí)間，即UTC統(tǒng)一時(shí)間；一個(gè)負(fù)數(shù)表示相對(duì)時(shí)間，即調(diào)用該函數(shù)之后開始計(jì)時(shí)，以毫秒為單位；如果是-1，表明回調(diào)函數(shù)馬上被調(diào)用。第3個(gè)參數(shù)msPeriod表明周期性地調(diào)用回調(diào)函數(shù)的時(shí)間間隔，即周期時(shí)間，如果只想回調(diào)函數(shù)調(diào)用一次，傳遞0給這個(gè)參數(shù)。第4個(gè)參數(shù)是和第3個(gè)參數(shù)聯(lián)用的，表明周期時(shí)間的波動(dòng)范圍，比如，msPeriod=1000，msWindowLength=2，那么回調(diào)函數(shù)會(huì)在每隔998、999、1000、1001、1002這5個(gè)可能的毫秒時(shí)間被調(diào)用。
如果一個(gè)“線程池定時(shí)器”已經(jīng)被SetThreadpoolTimer設(shè)置了，那么可以再次呼叫SetThreadpoolTimer函數(shù)來(lái)更改它的相關(guān)屬性。呼叫SetThreadpoolTimer的時(shí)候，可以把NULL傳遞給第2個(gè)參數(shù)pftDueTime，這樣就說(shuō)明讓線程池停止呼叫對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。
你可以查詢一個(gè)“線程池定時(shí)器”是否被設(shè)置，呼叫IsThreadpoolTimerSet函數(shù)：
BOOL?IsThreadpoolTimerSet(PTP_TIMER?pti);?
你也可以讓線程等待一個(gè)“線程池定時(shí)器”完成工作，呼叫函數(shù)WaitForThreadpoolTimerCallbacks，當(dāng)要關(guān)閉一個(gè)“線程池定時(shí)器”的時(shí)候，呼叫函數(shù)CloseThreadpoolTimer，這兩個(gè)函數(shù)同前面討論的WaitForThreadpoolWork和CloseThreadpoolWorkCallbacks函數(shù)類似，可以參考本篇前面的內(nèi)容。
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下面總結(jié)一下“線程池定時(shí)器”的使用方法：
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當(dāng)一個(gè)內(nèi)核對(duì)象被通知的時(shí)候調(diào)用一個(gè)函數(shù)
有很多線程，初始化的時(shí)候等待一個(gè)內(nèi)核對(duì)象，一旦這個(gè)內(nèi)核對(duì)象轉(zhuǎn)入“已通知”狀態(tài)，線程就會(huì)通知另外一些線程，然后轉(zhuǎn)回繼續(xù)等待這個(gè)內(nèi)核對(duì)象。但是，如果這樣的線程很多的話，無(wú)疑會(huì)增大系統(tǒng)的開銷。
此時(shí)，你可以考慮使用線程池來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，就是當(dāng)一個(gè)內(nèi)核對(duì)象被通知的時(shí)候，由線程池中的一個(gè)線程調(diào)用一個(gè)異步的回調(diào)函數(shù)。
如果你想讓一個(gè)“工作項(xiàng)”在一個(gè)內(nèi)核對(duì)象為“已通知”的狀態(tài)下被執(zhí)行，這個(gè)基本流程和前面兩個(gè)功能的流程類似。
首先，定義一個(gè)如下格式的異步函數(shù)：
VOID?CALLBACK?WaitCallback(?????//?函數(shù)名可以任意???PTP_CALLBACK_INSTANCE?pInstance,
???PVOID?Context,??????????//?函數(shù)的參數(shù)
???PTP_WAIT?Wait,?????????//?線程池等待對(duì)象的指針
???TP_WAIT_RESULT?WaitResult);?????//?該函數(shù)被調(diào)用的原因
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然后，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)“線程池等待對(duì)象”：
PTP_WAIT?CreateThreadpoolWait(???PTP_WAIT_CALLBACK????pfnWaitCallback,?????//?回調(diào)函數(shù)指針，函數(shù)如上定義
???PVOID????????????????pvContext,??????????//?傳遞給回調(diào)函數(shù)參數(shù)Context
???PTP_CALLBACK_ENVIRON?pcbe);
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接著就可以將創(chuàng)建的“線程池等待對(duì)象”與這個(gè)線程池關(guān)聯(lián)起來(lái)，此時(shí)線程池隊(duì)列中會(huì)有一個(gè)“等待項(xiàng)”記錄：
VOID?SetThreadpoolWait(???PTP_WAIT??pWaitItem,?????//?一個(gè)“線程池等待對(duì)象”指針
???HANDLE????hObject,???????//?一個(gè)內(nèi)核對(duì)象句柄，當(dāng)被通知時(shí)，回調(diào)函數(shù)被調(diào)用
???PFILETIME?pftTimeout);???//?等待hObjetct內(nèi)核對(duì)象受到通知的時(shí)間
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這個(gè)函數(shù)的第1個(gè)參數(shù)pWaitItem很顯然是從CreateThreadpoolWait成功返回的“線程池等待對(duì)象”指針。第2個(gè)參數(shù)hObject是一個(gè)內(nèi)核對(duì)象句柄，當(dāng)這個(gè)內(nèi)核對(duì)象為“已通知”狀態(tài)，則線程池中的一個(gè)線程調(diào)用異步回調(diào)函數(shù)。第3個(gè)參數(shù)pftTimeout是一個(gè)等待內(nèi)核對(duì)象的時(shí)間，如果為0表示不等待；傳遞一個(gè)負(fù)數(shù)表示一個(gè)相對(duì)時(shí)間；傳遞一個(gè)正數(shù)表示絕對(duì)時(shí)間；傳遞NULL表示無(wú)限期地等待。
要注意的是，不要多次使用SetThreadpoolWait來(lái)等待同一個(gè)hObject。
當(dāng)內(nèi)核對(duì)象被通知或者等待時(shí)間超出，線程池中的線程將呼叫你的回調(diào)函數(shù)，這個(gè)回調(diào)函數(shù)的最后一個(gè)參數(shù)WaitResult的值，其實(shí)是一個(gè)DOWRD類型的，它指明的該回調(diào)函數(shù)被調(diào)用的原因：
1、WAIT_OBJECT_0：SetThreadpoolWait中第二個(gè)參數(shù)hObject所表明的內(nèi)核對(duì)象受到通知。
2、WAIT_TIMEOUT：內(nèi)核對(duì)象受到通知的時(shí)間超過(guò)了SetThreadpoolWait的第三個(gè)參數(shù)所設(shè)置的等待時(shí)間。
3、WAIT_ABANDONED_0：SetThreadWait函數(shù)第二個(gè)參數(shù)hObject代表一個(gè)互斥內(nèi)核對(duì)象，而這個(gè)互斥內(nèi)核對(duì)象被丟棄。
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一旦一個(gè)線程池線程調(diào)用了你的回調(diào)函數(shù)，那么對(duì)應(yīng)的“等待項(xiàng)”就不活躍了，你必須使用相同的參數(shù)再次調(diào)用SetThreadpoolWait函數(shù)來(lái)提交一個(gè)等待項(xiàng)。
如果想刪除一個(gè)“等待項(xiàng)”，可以使用與之對(duì)應(yīng)的“線程池等待對(duì)象”指針來(lái)調(diào)用SetThreadpoolWait，并將hObejct參數(shù)設(shè)置為NULL。
最后，你也可以使用WaitForThreadpoolWaitCallbacks來(lái)等待對(duì)應(yīng)的“等待項(xiàng)”結(jié)束，也可以使用CloseThreadpoolWait來(lái)關(guān)閉一個(gè)“等待項(xiàng)”。這兩個(gè)參數(shù)和WaitForThreadpoolWorkCallbakcs和CloseThreadpoolWork是類似的。
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當(dāng)異步I/O請(qǐng)求結(jié)束的時(shí)候調(diào)用一個(gè)函數(shù)
讀過(guò)上面3中線程池的功能，不難發(fā)現(xiàn)有很多共同的特點(diǎn)，連函數(shù)名稱都很有規(guī)律。線程池中的線程由系統(tǒng)統(tǒng)一管理，自動(dòng)地創(chuàng)建和銷毀。其實(shí)，這些線程內(nèi)部都在等待一個(gè)I/O完成端口，這個(gè)I/O完成端口稱為“線程池的I/O完成端口”。
如果你要使用線程池來(lái)處理設(shè)備異步I/O請(qǐng)求的時(shí)候，當(dāng)你打開一個(gè)設(shè)備的時(shí)候，必須首先將這個(gè)設(shè)備與“線程池I/O完成端口”關(guān)聯(lián)起來(lái)，然后告訴線程池當(dāng)設(shè)備異步I/O請(qǐng)求結(jié)束之后哪個(gè)函數(shù)將被調(diào)用。
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首先，定義一個(gè)如下格式的異步回調(diào)函數(shù)：
VOID?CALLBACK?OverlappedCompletionRoutine(?????//?函數(shù)名可以任意????PTP_CALLBACK_INSTANCE?pInstance,
????PVOID??????????pvContext,?????//?該函數(shù)的一個(gè)參數(shù)
????PVOID??????????pOverlapped,??//?OVERLAPPED結(jié)構(gòu)指針
????ULONG?????????IoResult,????????//?I/O請(qǐng)求結(jié)果，如果成功，則為NO_ERROR
????ULONG_PTR??NumberOfBytesTransferred,?????//?I/O請(qǐng)求的數(shù)據(jù)傳輸字節(jié)數(shù)
????PTP_IO?????????pIo);?????????????//?一個(gè)“線程池I/O完成項(xiàng)”指針
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這個(gè)函數(shù)的最后一個(gè)參數(shù)pIo是一個(gè)PTP_IO類型，即一個(gè)線程池I/O完成項(xiàng)，它與“線程池工作項(xiàng)”和“線程池等待項(xiàng)”是類似的。你必須創(chuàng)建它，使用如下函數(shù)：
PTP_IO?CreateThreadpoolIo(????HANDLE???????hDevice,?????//?與線程池I/O完成端口關(guān)聯(lián)的設(shè)備對(duì)象句柄
????PTP_WIN32_IO_CALLBACK?pfnIoCallback,?????//?如上格式的異步回調(diào)函數(shù)指針
????PVOID????????pvContext,???//?該參數(shù)在調(diào)用時(shí)傳遞給回調(diào)函數(shù)的第2個(gè)參數(shù)
????PTP_CALLBACK_ENVIRON??pcbe);
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該函數(shù)將hDevice參數(shù)所對(duì)應(yīng)的設(shè)備記錄到線程池I/O項(xiàng)中，然后，可以使用如下函數(shù)將設(shè)備與線程池I/O完成端口關(guān)聯(lián)起來(lái)：
VOID?StartThreadpoolIo(PTP_IO?pio);?
注意，StartThreadpoolIo函數(shù)必須在ReadFile和WriteFile之前調(diào)用，如果沒(méi)有在它們之前調(diào)用，你的異步回調(diào)函數(shù)不會(huì)被調(diào)用。
當(dāng)你想停止調(diào)用回調(diào)函數(shù)的時(shí)候，可以使用CancelThreadpoolIo，如果在調(diào)用ReadFile或WriteFile之后，它們的返回值是FLASE，而GetLastError的返回值不是ERROR_IO_PENDING，那么也應(yīng)該調(diào)用CancelThreadpoolIo：
VOID?CancelThreadpoolIo(PTP_IO?pio);?
當(dāng)結(jié)束了設(shè)備I/O，你應(yīng)該使用CloseHandle關(guān)閉設(shè)備句柄，然后呼叫CloseThradpoolIo關(guān)閉線程池I/O項(xiàng)，即取消設(shè)備與線程池I/O請(qǐng)求的關(guān)聯(lián)。
VOID?CloseThreadpoolIo(PTP_IO?pio);?
另外，你可以讓一個(gè)線程等待I/O請(qǐng)求結(jié)束：
VOID?WaitForThreadpoolIoCallbacks(???PTP_IO?pio,
???BOOL?bCancelPendingCallbacks);?????//?是否取消回調(diào)函數(shù)的調(diào)用
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如果給這個(gè)函數(shù)的參數(shù)BCancelPendingCallbacks傳遞TRUE，那么回調(diào)函數(shù)將不會(huì)被調(diào)用，該函數(shù)的用法和WaitForThreadpoolWork是類似的。
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回調(diào)函數(shù)結(jié)束之后的行為
注意上面討論的各種類型的回調(diào)函數(shù)第1個(gè)參數(shù)，是一個(gè)PTF_CALLBACK_INSTANCE類型的數(shù)據(jù)pInstance，從字面上看，是“線程池回調(diào)函數(shù)實(shí)體指針”，也就是說(shuō)，這個(gè)數(shù)據(jù)是各個(gè)回調(diào)函數(shù)唯一的，是回調(diào)函數(shù)的標(biāo)識(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)是在調(diào)用回調(diào)函數(shù)之前由系統(tǒng)自動(dòng)分配的，可以用這個(gè)參數(shù)調(diào)用如下函數(shù)：
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//?當(dāng)回調(diào)函數(shù)返回的時(shí)候，自動(dòng)離開一個(gè)指定的關(guān)鍵代碼段VOID?LeaveCriticalSectionWhenCallbackReturns(
?????PTP_CALLBACK_INSTANCE?pci,?????//?回調(diào)函數(shù)實(shí)體指針，標(biāo)識(shí)一個(gè)回調(diào)函數(shù)
?????PCRITICAL_SECTION?pcs);??????//?關(guān)鍵代碼段結(jié)構(gòu)指針，標(biāo)識(shí)一個(gè)關(guān)鍵代碼段
//?當(dāng)回調(diào)函數(shù)返回的時(shí)候，自動(dòng)釋放一個(gè)指定的互斥內(nèi)核對(duì)象
VOID?ReleaseMutexWhenCallbackReturns(
?????PTP_CALLBACK_INSTANCE?pci,
?????HANDLE?mut);
//?當(dāng)回調(diào)函數(shù)返回的時(shí)候，自動(dòng)釋放一個(gè)指定的信號(hào)量?jī)?nèi)核對(duì)象
VOID?ReleaseSemaphoreWhenCallbackReturns(
?????PTP_CALLBACK_INSTANCE?pci,
?????HANDLE?sem,
?????DWORD?crel);
//?當(dāng)回調(diào)函數(shù)返回的時(shí)候，自動(dòng)將一個(gè)事件內(nèi)核對(duì)象設(shè)置為已通知狀態(tài)
VOID?SetEventWhenCallbackReturns(
?????PTP_CALLBACK_INSTANCE?pci,
?????HANDLE?evt);
//?當(dāng)回調(diào)函數(shù)返回的時(shí)候，自動(dòng)卸載一個(gè)模塊
VOID?FreeLibraryWhenCallbackReturns(
?????PTP_CALLBACK_INSTANCE?pci,
?????HMODULE?mod);
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這些函數(shù)的第1個(gè)參數(shù)pci標(biāo)識(shí)當(dāng)線程池前正在處理的工作、定時(shí)器、等待、I/O項(xiàng)，調(diào)用這些函數(shù)，表示對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)結(jié)束之后，所做的一些釋放和設(shè)置工作。
其中，前4個(gè)函數(shù)，提供了一種方法來(lái)通知其他線程，說(shuō)明線程池中的某一個(gè)工作項(xiàng)完成。最后一個(gè)函數(shù)，提供了一種方法來(lái)卸載DLL的方法，特別是當(dāng)回調(diào)函數(shù)是從DLL中導(dǎo)出的時(shí)候，這種方法特別適用。要注意的是，只能有一個(gè)動(dòng)作在回調(diào)函數(shù)返回的時(shí)候被執(zhí)行，你不能多次呼叫上述5個(gè)函數(shù)，這樣的話，最后一次呼叫的函數(shù)會(huì)覆蓋前面所呼叫的函數(shù)，因此，不能同時(shí)離開關(guān)鍵代碼段并釋放信號(hào)量?jī)?nèi)核對(duì)象。
另外，還有兩個(gè)函數(shù)需要回調(diào)函數(shù)實(shí)體指針：
BOOL?CallbackMayRunLong(PTP_CALLBACK_INSTANCE?pci); VOID?DisassociateCurrentThreadFromCallback(PTP_CALLBACK_INSTANCE?pci);?
CallbackMayRunLong并不是設(shè)置回調(diào)函數(shù)結(jié)束時(shí)的工作的，而是當(dāng)一個(gè)回調(diào)函數(shù)認(rèn)為自己執(zhí)行的時(shí)間可能比較長(zhǎng)才可能需要呼叫這個(gè)函數(shù)。此時(shí)，線程池不會(huì)創(chuàng)建新的線程，以此來(lái)提高這個(gè)回調(diào)函數(shù)的性能。當(dāng)該函數(shù)返回FLASE，線程池不允許其他線程能夠處理線程池隊(duì)列中的其他項(xiàng)；如果返回TRUE，表示線程池允許其他線程處理其他工作項(xiàng)。
DisassociateCurrentThreadFromCallback函數(shù)表明與回調(diào)函數(shù)關(guān)聯(lián)的工作項(xiàng)在“邏輯上”完成了（其實(shí)不是真正完成），此時(shí)允許等待在這個(gè)工作項(xiàng)上的函數(shù)返回，比如WaitForThreadpoolWorkCallbacks、WaitForThreadpoolTimerCallbacks、WaitForThreadpoolWaitCallbacks、WaitForThreadpoolIoCallbacks這些函數(shù)返回。
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定制線程池
以上所討論的線程池，都是系統(tǒng)自動(dòng)控制的，用戶無(wú)法改變其內(nèi)部的流程。
下面，我們討論一下如何自己定制線程池。
你會(huì)注意到，上面的每個(gè)“創(chuàng)建”函數(shù)：CreateThreadpoolWork、CreateThreadpoolTimer、CreateThreadpoolWait、CreateThreadpoolIo以及TrySubmitThreadpoolCallback這5個(gè)函數(shù)中的最后一個(gè)參數(shù)pcbe，一個(gè)類型為PTP_CALLBACK_ENVIRON的參數(shù)，一個(gè)指向“回調(diào)函數(shù)環(huán)境”結(jié)構(gòu)的指針。你可以簡(jiǎn)單地傳遞NULL給這個(gè)參數(shù)，表明你使用默認(rèn)的系統(tǒng)自動(dòng)分配和管理的進(jìn)程線程池。
但是，有的時(shí)候程序員喜歡自己來(lái)控制線城池，給線城池設(shè)置一些規(guī)則和屬性。比如設(shè)置改線城池中線程的數(shù)量上下限，或者想操縱線城池中線程的創(chuàng)建和銷毀。
要達(dá)到這個(gè)目的，可以自己創(chuàng)建線程池，然后設(shè)置一些屬性。
首先，創(chuàng)建一個(gè)線程池，使CreateThreadpool函數(shù)：
PTP_POOL?CreateThreadpool(PVOID?reserved);??//?參數(shù)是保留參數(shù)，必須為NULL?
該函數(shù)返回一個(gè)PTP_POOL類型的數(shù)據(jù)，姑且認(rèn)為是“線城池指針”的意思，即代表了一個(gè)線程池。
然后，就可以通過(guò)這個(gè)線城池指針來(lái)呼叫相應(yīng)的API函數(shù)，設(shè)置線程池的一些屬性了。
你可以設(shè)置線城池的線程數(shù)量的上下限：
BOOL?SetThreadpoolThreadMinimum(
?????PTP_POOL?pThreadPool,
?????DWORD?cthrdMin);
BOOL?SetThreadpoolThreadMaximum(
?????PTP_POOL?pThreadPool,
?????DWORD?cthrdMost);
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通過(guò)呼叫這兩個(gè)函數(shù)之后，線程池中的線程的數(shù)量決不會(huì)少于設(shè)置的最小值，并且允許這個(gè)數(shù)量增大到最大值。順便說(shuō)一下，默認(rèn)的線城池的線程數(shù)量范圍為1～500。
當(dāng)一個(gè)線程池需要關(guān)閉的時(shí)候，呼叫CloseThreadpool函數(shù)：
VOID?CloseThreadpool(PTP_POOL?pThreadPool);?
呼叫這個(gè)函數(shù)之后，對(duì)應(yīng)的線程池隊(duì)列中的項(xiàng)都不會(huì)被處理，當(dāng)前正在處理工作項(xiàng)的線程都會(huì)結(jié)束處理然后線程終止，其他還沒(méi)有被處理的項(xiàng)都會(huì)被取消。
一旦你創(chuàng)建了你自己的線程池并設(shè)置了線程數(shù)量上下限，你就初始化那個(gè)“回調(diào)函數(shù)環(huán)境”結(jié)構(gòu)了，該結(jié)構(gòu)中包含了另外的一些設(shè)置。這個(gè)結(jié)構(gòu)與一個(gè)工作項(xiàng)有關(guān)。該結(jié)構(gòu)定義如下：
typedef?struct?_TP_CALLBACK_ENVIRON?{???TP_VERSION??Version;
???PTP_POOL??????Pool;?????//?所屬哪個(gè)線程池
???PTP_CLEANUP_GROUP??CleanupGroup;
???PTP_CLEANUP_GROUP_CANCEL_CALLBACK?CleanupGroupCancelCallback;
???PVOID???????????RaceDll;
???struct?_ACTIVATION_CONTEXT??*ActivationContext;
???PTP_SIMPLE_CALLBACK?????????????FinalizationCallback;
???union?{
??????DWORD??Flags;
??????struct?{
?????????DWORD??LongFunction?:??1;
?????????DWORD??Private??????:?31;
??????}?s;
???}?u;
}?TP_CALLBACK_ENVIRON,?*PTP_CALLBACK_ENVIRON;
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你最好不要自己去初始化該結(jié)構(gòu)，而是應(yīng)該使用如下函數(shù)：
VOID?InitializeThreadpoolEnvironment(PTP_CALLBACK_ENVIRON?pcbe);?
該函數(shù)將結(jié)構(gòu)中的各個(gè)字段設(shè)置為0，除了Version被設(shè)置為1。
當(dāng)你不再需要使用該結(jié)構(gòu)的時(shí)候，使用如下函數(shù)刪除它：
VOID?DestroyThreadpoolEnvironment(PTP_CALLBACK_ENVIRON?pcbe);?
在初始化TP_CALLBACK_ENVIRON結(jié)構(gòu)之后，該結(jié)構(gòu)與一個(gè)工作項(xiàng)相關(guān)，然后你就可以使用這個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)提交一個(gè)工作項(xiàng)給指定的線程池了：
VOID?SetThreadpoolCallbackPool(?????PTP_CALLBACK_ENVIRON?pcbe,?//?回調(diào)函數(shù)環(huán)境結(jié)構(gòu)指針
?????PTP_POOL?pThreadPool);?????//?線程池指針，由CreateThreadpool函數(shù)返回
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如果不調(diào)用該函數(shù)，那么回調(diào)函數(shù)環(huán)境結(jié)構(gòu)中的Pool成員的值就是NULL，表示不為任何定制的線程池相關(guān)，那么與此結(jié)構(gòu)相關(guān)的工作項(xiàng)就會(huì)提交給默認(rèn)線程池。
如果一個(gè)工作項(xiàng)處理的時(shí)間比較長(zhǎng)，可以調(diào)用SetThreadpoolCallbackRunsLong函數(shù)，這會(huì)導(dǎo)致線程池更快地創(chuàng)建線程來(lái)處理這個(gè)工作項(xiàng)。
VOID?SetThreadpoolCallbackRunsLong(PTP_CALLBACK_ENVIRON?pcbe);?
你可以呼叫SetThreadpoolCallbackLibrary來(lái)確保當(dāng)某個(gè)工作項(xiàng)未完成的時(shí)候，一個(gè)DLL始終被加載到進(jìn)程地址中。該函數(shù)也可以除去潛在的死鎖。
VOID?SetThreadpoolCallbackLibrary(?????PTP_CALLBACK_ENVIRON?pcbe,
?????PVOID?mod);?????//?模塊指針，就是模塊句柄
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線程池要處理很多的項(xiàng)目，因此很難確定這些項(xiàng)目什么時(shí)候處理結(jié)束，這也使得線程池的清除工作困難了。為了解決這種情況，線程池提供了一種機(jī)制——“清理組”。要注意的是，該機(jī)制不適合于默認(rèn)線程池，只適合于定制的線程池。因?yàn)槟J(rèn)線程池的生命期與進(jìn)程一樣，系統(tǒng)會(huì)在進(jìn)程結(jié)束之后清除默認(rèn)線程池。
為了使用“清理組”機(jī)制，首先，你需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)清理組：
PTP_CLEANUP_GROUP?CreateThreadpoolCleanupGroup();?
然后將已創(chuàng)建的清理組與線程池關(guān)聯(lián)起來(lái)：
VOID?SetThreadpoolCallbackCleanupGroup(??PTP_CALLBACK_ENVIRON?pcbe,?????//?回調(diào)函數(shù)環(huán)境結(jié)構(gòu)指針
??PTP_CLEANUP_GROUP?ptpcg,????????//?清理組指針
??PTP_CLEANUP_GROUP_CANCEL_CALLBACK?pfng);?????//?回調(diào)函數(shù)指針
該函數(shù)在內(nèi)部將回調(diào)函數(shù)指針p的cbe參數(shù)CleanupGroup和CleanupCancelCallback成員設(shè)置為第2和第3個(gè)參數(shù)所提供的值。如果清理組被取消，第3個(gè)參數(shù)pfng表示的回調(diào)函數(shù)將會(huì)被調(diào)用，這個(gè)回調(diào)函數(shù)必須滿足如下格式：
??PVOID?pvObjectContext,
??PVOID?pvCleanupContext);
每次你調(diào)用CreateThreadpoolWork、CreateThreadpoolTimer、CreateThreadpoolWait和CreateThreadpoolIo的時(shí)候，如果傳遞給它們的最后一個(gè)參數(shù)pcbe不是NULL，那么一項(xiàng)就會(huì)加入相關(guān)的組清理中，當(dāng)這樣的項(xiàng)都完成之后，你調(diào)用CloseThreadpoolWork、CloseThreadpoolTimer、CloseThreadpoolWait、ClsoeThreadpoolIo的時(shí)候，又暗中地將這樣的項(xiàng)從組清理中刪除了。
這個(gè)時(shí)候，想要?jiǎng)h除線程池，可以調(diào)用如下函數(shù)：
VOID?CloseThreadpoolCleanupGroupMembers(??PTP_CLEANUP_GROUP?ptpcg,??????//?組清理指針
??BOOL?bCancelPendingCallbacks,?//?是否取消即將開始執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)
??PVOID?pvCleanupContext);??????//?傳入CleanupGroupCancelCallback的參數(shù)
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這個(gè)函數(shù)同以前的WaitForThreadpool*函數(shù)類似，當(dāng)一個(gè)線程呼叫它時(shí)，它等待，直到所有的在線程工作組的項(xiàng)完成處理。如果第2個(gè)參數(shù)為TRUE，會(huì)取消所有還沒(méi)有開始執(zhí)行的項(xiàng)目，然后等待當(dāng)前正在執(zhí)行的項(xiàng)目，直到它們執(zhí)行完成后該函數(shù)返回。如果第2個(gè)參數(shù)為TRUE，而且SetThreadpoolCallbackCleanupGroup的最后一個(gè)參數(shù)pfng傳遞了一個(gè)回調(diào)函數(shù)指針，那么這個(gè)回調(diào)函數(shù)就會(huì)為每個(gè)被取消的項(xiàng)目調(diào)用一次，CloseThreadpoolCleanupGroupMembers函數(shù)的第3個(gè)參數(shù)pvCleanupContext就會(huì)傳入回調(diào)函數(shù)的第2個(gè)參數(shù)pvCleanupContext。
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如果在呼叫CloseThreadpoolCleanupGroupMembers函數(shù)的時(shí)候，傳遞FLASE給第2個(gè)參數(shù)，那么該函數(shù)就會(huì)等待線程池中隊(duì)列中的所有的項(xiàng)完成之后才返回，此時(shí)回調(diào)函數(shù)不會(huì)被調(diào)用，因此可以傳遞NULL給pvCleanupContext參數(shù)。
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當(dāng)ClsetThreadpoolCleanupGroupMembers函數(shù)返回之后，你需要呼叫CloseThreadpoolCleanupGroup來(lái)關(guān)閉一個(gè)線程池清理組：
VOID?WINAPI?CloseThreadpoolCleanupGroup(PTP_CLEANUP_GROUP?ptpcg);?
最后，要調(diào)用DestroyThreadpoolEvironment和CloseThreadpool函數(shù)來(lái)清除回調(diào)函數(shù)環(huán)境結(jié)構(gòu)和關(guān)閉線程池。
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小結(jié)
通過(guò)前面的敘述，線程池的操作流程是比較固定的：
1、定義異步回調(diào)函數(shù)
2、創(chuàng)建相關(guān)項(xiàng)
3、提交或設(shè)置項(xiàng)
4、線程池執(zhí)行
5、關(guān)閉相關(guān)項(xiàng)
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自己寫了一段代碼，總結(jié)了前面的知識(shí)，代碼中省略了第1步，即沒(méi)有定義回調(diào)函數(shù)，因?yàn)檫@是根據(jù)需要而編寫的。如果代碼中有錯(cuò)誤，還請(qǐng)大家指出。
PTP_POOL?pThreadpool?=?CreateThreadpool(NULL);????//?創(chuàng)建線程池//?設(shè)置線程池線程數(shù)量上下限
SetThreadpoolThreadMinimum(pThreadpool,?2);
SetThreadpoolThreadMaximum(pThreadpool,?10);
//?初始化“回調(diào)函數(shù)環(huán)境”結(jié)構(gòu)
TP_CALLBACK_ENVIRON?tcbe;
InitializeThreadpoolEnvironment(&tcbe);
//?將該回調(diào)函數(shù)環(huán)境結(jié)構(gòu)與線程池相關(guān)聯(lián)
SetThreadpoolCallbackPool(&tcbe,?pThreadpool);
//?創(chuàng)建清理組
PTP_CLEANUP_GROUP?pTpcg=?CreateThreadpoolCleanupGroup();
//?將回調(diào)函數(shù)環(huán)境結(jié)構(gòu)與清理組關(guān)聯(lián)起來(lái)
SetThreadpoolCallbackCleanupGroup(&tcbe,?pTpcg,?NULL);
//?現(xiàn)在可以創(chuàng)建一些項(xiàng)，提交給線程池
PTP_WORK?pTpWork?=?CreateThreadpoolWork(,?&tcbe);//?創(chuàng)建一個(gè)工作項(xiàng)
SubmitThreadpoolWork(pTpWork);????//?提交工作項(xiàng)
PTP_TIMER?pTpTimer?=?CreateThreadpoolTimer(,?&tcbe);//?創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器項(xiàng)
SetThreadpoolTimer(pTpTimer,?);??????//?提交定時(shí)器
PTP_WAIT?pTpWait?=?CreateThreadpoolWait(,?&tcbe);//?創(chuàng)建一個(gè)等待項(xiàng)
SetThreadpoolWait(pTpWait,?);????//?提交等待項(xiàng)
PTP_IO?pTpIO?=?CreateThreadpoolIo(,?&tcbe);????//?創(chuàng)建一個(gè)IO項(xiàng)
StartThreadpoolIo(pTpIO);????//?開始執(zhí)行IO項(xiàng)
//?等待所有項(xiàng)完成
CloseThreadpoolCleanupGroupMembers(pTpcg,?FALSE,?NULL);
//?關(guān)閉各個(gè)項(xiàng)
CloseThreadpoolWork(pTpWork);
CloseThreadpoolTimer(pTpTimer);
CloseThreadpoolWait(pTpWait);
CloseThreadpoolIo(pTpIO);
CloseThreadpoolCleanupGroup(pTpcg);????//?關(guān)閉線程池清理組
DestroyThreadpoolEnvironment(&tcbe);????//?刪除回調(diào)函數(shù)環(huán)境結(jié)構(gòu)
CloseThreadpool(pThreadpool);????//?關(guān)閉線程池
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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/wz19860913/archive/2008/08/25/1274214.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的《Windows via C/C++》学习笔记 —— Windows 线程池的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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