CreateThread()与beginthread()的区别详细解析
我們知道在Windows下創(chuàng)建一個(gè)線程的方法有兩種,一種就是調(diào)用Windows API CreateThread()來創(chuàng)建線程;另外一種就是調(diào)用MSVC CRT的函數(shù)_beginthread()或_beginthreadex()來創(chuàng)建線程。相應(yīng)的退出線程也有兩個(gè)函數(shù)Windows API的ExitThread()和CRT的_endthread()。這兩套函數(shù)都是用來創(chuàng)建和退出線程的,它們有什么區(qū)別呢?
很多開發(fā)者不清楚這兩者之間的關(guān)系,他們隨意選一個(gè)函數(shù)來用,發(fā)現(xiàn)也沒有什么大問題,于是就忙于解決更為緊迫的任務(wù)去了,而沒有對(duì)它們進(jìn)行深究。等到有一天忽然發(fā)現(xiàn)一個(gè)程序運(yùn)行時(shí)間很長(zhǎng)的時(shí)候會(huì)有細(xì)微的內(nèi)存泄露,開發(fā)者絕對(duì)不會(huì)想到是因?yàn)檫@兩套函數(shù)用混的結(jié)果。
根據(jù)Windows API和MSVC CRT的關(guān)系,可以看出來_beginthread()是對(duì)CreateThread()的包裝,它最終還是調(diào)用CreateThread()來創(chuàng)建線程。那么在_beginthread()調(diào)用CreateThread()之前做了什么呢?我們可以看一下_beginthread()的源代碼,它位于CRT源代碼中的thread.c。我們可以發(fā)現(xiàn)它在調(diào)用CreateThread()之前申請(qǐng)了一個(gè)叫_tiddata的結(jié)構(gòu),然后將這個(gè)結(jié)構(gòu)用_initptd()函數(shù)初始化之后傳遞給_beginthread()自己的線程入口函數(shù)_threadstart。_threadstart首先把由_beginthread()傳過來的_tiddata結(jié)構(gòu)指針保存到線程的顯式TLS數(shù)組,然后它調(diào)用用戶的線程入口真正開始線程。在用戶線程結(jié)束之后,_threadstart()函數(shù)調(diào)用_endthread()結(jié)束線程。并且_threadstart還用__try/__except將用戶線程入口函數(shù)包起來,用于捕獲所有未處理的信號(hào),并且將這些信號(hào)交給CRT處理。
所以除了信號(hào)之外,很明顯CRT包裝Windows API線程接口的最主要目的就是那個(gè)_tiddata。這個(gè)線程私有的結(jié)構(gòu)里面保存的是什么呢?我們可以從mtdll.h中找到它的定義,它里面保存的是諸如線程ID、線程句柄、erron、strtok()的前一次調(diào)用位置、rand()函數(shù)的種子、異常處理等與CRT有關(guān)的而且是線程私有的信息。可見MSVC CRT并沒有使用我們前面所說的__declspec(thread)這種方式來定義線程私有變量,從而防止庫函數(shù)在多線程下失效,而是采用在堆上申請(qǐng)一個(gè)_tiddata結(jié)構(gòu),把線程私有變量放在結(jié)構(gòu)內(nèi)部,由顯式TLS保存_tiddata的指針。
了解了這些信息以后,我們應(yīng)該會(huì)想到一個(gè)問題,那就是如果我們用CreateThread()創(chuàng)建一個(gè)線程然后調(diào)用CRT的strtok()函數(shù),按理說應(yīng)該會(huì)出錯(cuò),因?yàn)閟trtok()所需要的_tiddata并不存在,可是我們好像從來沒碰到過這樣的問題。查看strtok()函數(shù)就會(huì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)一開始調(diào)用_getptd()去得到線程的_tiddata結(jié)構(gòu)時(shí),這個(gè)函數(shù)如果發(fā)現(xiàn)線程沒有申請(qǐng)_tiddata結(jié)構(gòu),它就會(huì)申請(qǐng)這個(gè)結(jié)構(gòu)并且負(fù)責(zé)初始化。于是無論我們調(diào)用哪個(gè)函數(shù)創(chuàng)建線程,都可以安全調(diào)用所有需要_tiddata的函數(shù),因?yàn)橐坏┻@個(gè)結(jié)構(gòu)不存在,它就會(huì)被創(chuàng)建出來。
那么_tiddata在什么時(shí)候會(huì)被釋放呢?ExitThread()肯定不會(huì),因?yàn)樗静恢烙衉tiddata這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)存在,那么很明顯是_endthread()釋放的,這也正是CRT的做法。不過我們很多時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn),即使使用CreateThread()和ExitThread() (不調(diào)用ExitThread()直接退出線程函數(shù)的效果相同),也不會(huì)發(fā)現(xiàn)任何內(nèi)存泄露,這又是為什么呢?經(jīng)過仔細(xì)檢查之后,我們發(fā)現(xiàn)原來密碼在CRT DLL的入口函數(shù)DllMain中。我們知道,當(dāng)一個(gè)進(jìn)程/線程開始或退出的時(shí)候,每個(gè)DLL的DllMain都會(huì)被調(diào)用一次,于是動(dòng)態(tài)鏈接版的CRT就有機(jī)會(huì)在DllMain中釋放線程的_tiddata。可是DllMain只有當(dāng)CRT是動(dòng)態(tài)鏈接版的時(shí)候才起作用,靜態(tài)鏈接CRT是沒有DllMain的!這就是造成使用CreateThread()會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄露的一種情況,在這種情況下,_tiddata在線程結(jié)束時(shí)無法釋放,造成了泄露。
我們可以用下面這個(gè)小程序來測(cè)試:
#include <Windows.h>
#include <process.h>
void thread(void *a)
{
??? char* r = strtok( "aaa", "b" );
??? ExitThread(0); // 這個(gè)函數(shù)是否調(diào)用都無所謂
}
int main(int argc, char* argv[])
{
??? while(1) {
??????? CreateThread(? 0, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)thread, 0, 0, 0 );
??????? Sleep( 5 );
??? }
return 0;
}
如果用動(dòng)態(tài)鏈接的CRT (/MD,/MDd)就不會(huì)有問題,但是,如果使用靜態(tài)鏈接CRT (/MT,/MTd),運(yùn)行程序后在進(jìn)程管理器中觀察它就會(huì)發(fā)現(xiàn)內(nèi)存用量不停地上升,但是如果我們把thread()函數(shù)中的ExitThread()改成_endthread()就不會(huì)有問題,因?yàn)開endthread()會(huì)將_tiddata()釋放。
這個(gè)問題可以總結(jié)為:當(dāng)使用CRT時(shí)(基本上所有的程序都使用CRT),請(qǐng)盡量使用_beginthread()/_beginthreadex()/_endthread()/_endthreadex()這組函數(shù)來創(chuàng)建線程。在MFC中,還有一組類似的函數(shù)是AfxBeginThread()和AfxEndThread(),根據(jù)上面的原理類推,它是MFC層面的線程包裝函數(shù),它們會(huì)維護(hù)線程與MFC相關(guān)的結(jié)構(gòu),當(dāng)我們使用MFC類庫時(shí),盡量使用它提供的線程包裝函數(shù)以保證程序運(yùn)行正確。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的CreateThread()与beginthread()的区别详细解析的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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