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Windows进程与线程 操作系统课程组 内容安排 Windows基本概念 Windows进程 Windows线程 Windows进程线程模型 Windows进程线程内部数据结构 Windows进程的创建过程 Windows线程调度 线程的同步和互斥 Windows基本概念 执行体(executive)和内核(kernel) Windows基本概念 执行体对象和内核对象 Windows基本概念 对象结构 Windows基本概念 Windows基本概念 Windows基本概念 对象句柄 即对象标识符。当一个进程通过名称创建或打开一个对象时，它会接收到一个句柄，此后通过此句柄来访问该对象。 对象句柄实际上是一个索引，指向与进程相关的句柄表中的表项。 对象句柄表(Handle Table) 一个进程的句柄表包含所有已被该进程打开的那些对象的指针。一个句柄表项的结构如下： Windows基本概念 Windows进程 Windows进程的组成(从最高抽象层次看) 一个私有的虚拟地址空间 一个可执行的程序， 定义了代码和数据，并被映射到进程的虚拟地址空间 一个已经打开句柄的列表 指向各种资源，比如信号量、文件，该进程的所有线程都可访问这些系统资源 一个被称为访问令牌的安全环境 标识与该进程关联的用户、安全组和特权 一个被称为进程ID的唯一标识 至少一个执行线程 Windows进程 Windows进程的关键数据结构 执行体进程块(EPROCESS, Executive Process Block) 执行体进程对象的对象体，包括进程ID、父进程ID、程序名、进程优先级、内存管理信息、设备映像等。 核心进程块(KPROCESS, Kernel Process Block) 内核进程对象的对象体，又称PCB，包括线程调度时需要的信息，如进程状态、线程时间片等。 进程环境块(PEB, Process Environment Block) 包括用户态代码需要和修改的信息。 Windows环境子系统核心态部件win32k.sys为每个进程建立的进程信息数据结构WIN32KPROCESS Windows环境子系统进程csrss(用户态空间)为每个进程建立的进程信息数据结构 Windows线程 组成线程的基本部件 一组代表处理器状态的CPU寄存器中的内容 两个栈 一个用于当线程在内核模式下执行的时候，另一个用于线程在用户模式下执行的时候。 一个被称为线程局部存储区(TLS, Thread Local Storage)的私有存储区域 各个子系统、运行库和DLL都会用到该存储区域 一个被称为线程ID的唯一标识符 安全环境 Windows线程 Windows线程的关键数据结构 执行体线程块(ETHREAD, Executive Thread Block) 执行体线程对象的对象体，包括：进程ID、起始执行地址、访问令牌、LPC消息、定时器信息、KTHREAD等。 核心线程块(KTHREAD, Kernel Thread Block) 内核线程对象的对象体，包括线程调度信息、同步信息、核心栈信息等。 线程环境块(TEB, Thread Environment Block) 包括用户态代码需要和修改的信息。 Windows环境子系统核心态部件win32k.sys为每个线程建立的线程信息数据结构WIN32THREAD Windows环境子系统进程csrss(用户态空间)为每个线程建立的线程信息数据结构 Windows进程线程模型 Windows进程线程模型 Windows进程线程内部数据结构 EPEOCESS KPROCESS Windows进程线程内部数据结构 PEB Windows进程线程内部数据结构 ETHREAD KTHREAD Windows进程线程内部数据结构 TEB Windows进程的创建过程 与进程相关的函数 Windows进程的创建过程 Windows线程调度 调度算法(Windows XP/2000/2003) 采用动态优先级多队列调度算法 优先级 Windows线程调度 Windows线程调度 调度器 Dispatcher(分发器)：内核中负责调度的例程的集合。 为方便调度，内核维护着一个数据结构，称为“Dispatcher Database”(分发器数据库) Windows线程调度 Windows Server 2003线程状态 Windows线程调度 Windows线程的基本状态 Windows线程调度 调度情形 Preemption(抢占) Windows线程调度 Ready after Wait Resolution(等待结束进入就绪状态) Windows线程调度 Voluntary Switch(自愿切换) Windows线程调度