22進程、線程與并行計算

1、第22章 進程、線程與并行計算 進程、線程與并行計算進程是正在運行的程序，線程是輕量級的進程。多任務的并發(fā)執(zhí)行會用到多線程 (multithreading)，而CPU的多核(mult-core)化又將原來只在巨型機和計算機集群中才使 用的并行計算帶入普通PC應用的多核程序設計中。本章先介紹進程與線程的概念和編程，再給出并行計算的基本概念和內容。下一章討論 基于多核CPU的并行計算的若干具體編程接口和方法。22.1進程與線程進程(proc

2、ess)是執(zhí)行中的程序，線程(thread)是一種輕量級的進程。22.1.1 22.1.1進程與多任務 進程與多任務現代的操作系統都是多任務(multitask)的，即可同時運行多個程序。進程(process) 是位于內存中正被CPU運行的可執(zhí)行程序實例，參見圖22-1?？?J進程運內存中)-可執(zhí)行文件(盤上)圖22-1程序與進程目前的主流計算機采用的都是馮?諾依曼(John von Neumann)體系結構 存儲程序 計算模型。程序(

3、program)是在內存中順序存儲并以線性模式在CPU中串行執(zhí)行的指令序 列。對于傳統的單核CPU計算機，多任務操作系統的實現是通過CPU分時(time-sharing) 和程序并發(fā)(concurrency)完成的。即在一個時間段內，操作系統將CPU分配給不同的程 序，雖然每一時刻只有一個程序在CPU中運行，但是由于CPU的速度非?？欤诤芏痰臅r 間段中可在多個進程間進行多次切換，所以用戶的感覺就像多個程序在同時執(zhí)行，我們稱之 為多任務

4、的并發(fā)。22.1.2 22.1.2進程與線程 進程與線程程序一般包括代碼段、數據段和堆棧，對具有GUI (Graphical User Interfaces，圖形用 戶界面)的程序還包含資源段。進程process )是應用程序的執(zhí)行實例，即正在被執(zhí)行的程 序。每個進程都有自己的虛擬地址空間，并擁有操作系統分配給它的一組資源，包括堆棧、 寄存器狀態(tài)等。22.2.1 22.2.1創(chuàng)建、管理和終止進程 創(chuàng)建、管理和終止進程由于MFC中并沒有提

5、供處理進程的類，所以我們需要直接使用Windows的API函數來 創(chuàng)建、管理和終止進程。1 .創(chuàng)建進程下面的CreateProcess函數用于在當前進程中創(chuàng)建一個新進程（和其主線程），以運行指 定（路徑/文件名或命令行）的應用程序：BOOLCreateProces CreateProces（ //成功返回非0，失敗返回0 （可用GetLastError函數返回出錯代碼） LPCTSTR lpApplicationName, //可執(zhí)行文

6、件的全路徑或文件名，有命令行時可為NULL LPTSTR lpCommandLine, //命令行參數字符串，有可應用名時可為NULL LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes, // 進程的安全屬性，NULL 表默認安全 LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // 主線程的安全屬性，NULL 表默認安全 BOOL bInheritHandles,

7、//子進程是否繼承新進程的句柄DWORD dwCreationFlags, //創(chuàng)建標志，用于設置進程的創(chuàng)建狀態(tài)和優(yōu)先級別，可為0 LPVOID lpEnvironment, //環(huán)境變量，為NULL時同當前進程的LPCTSTR lpCurrentDirectory, //進程運行的當前目錄，為NULL時同當前進程的 LPSTARTUPINFO lpStartupInfo, //指向設置進程主窗口或控制條的各種屬性的結構指針 LPPRO

8、CESS_INFORMATION lpProcessInformation // 指向返回進程信息的結構指針）;其中，啟動信息結構STARTUPINFO和進程信息結構PROCESS_INFORMATION的定義分 別為：typedef struct _STARTUPINFO {DWORD cb; //結構的長度（字節(jié)數）LPTSTR lpReserved; // 保留，必須為 NULLLPTSTR IpDesktop; //桌面-窗口站