第4章 Hello China的线程

4.1 线程概述

线程是Hello China操作系统的任务模型，在本章中，我们对这个任务模型进行详细描述，并对其实现机制和代码进行分析。在此之前，有必要对操作系统中关于线程、进程和任务的一些基本概念进行描述，以便读者更好地理解本章内容。

4.1.1 进程、线程和任务

进程是操作系统演进中的具有革命意义的概念，所谓进程，比较通俗的一个说法就是“一个运行起来的程序”，也就是说，一个进程，首先是一个程序，即一段代码，而且是一段已经运行起来的代码。比如，位于磁盘上的应用程序不是进程，因为它还没有运行起来，一旦该程序运行起来（比如，在命令行界面中输入该程序的名字及相关参数，然后敲回车键），就可以称为进程了。总之，一个进程有下列特性。

（1）首先是一个程序，即是一段可执行的代码（这段代码可能位于内存中，也可能位于存储介质上）；

（2）该程序正在运行，即已经被操作系统加载到内存中（或者本来就位于内存中），并创建了相应的控制结构（比如，进程控制块、地址空间等）。

一般情况下，一个进程有自己独立的地址空间，比如，在32位硬件平台上，进程的地址空间是4GB。可执行代码可以访问这个地址空间内的任何数据（不考虑操作系统的保护机制），但不能访问其他进程的数据，因为不同的进程其地址空间是不重叠的。

线程则是归属于进程的可调度单位。一般情况下，一个进程由多个线程组成，线程是操作系统能够知晓的最小的调度单位，而且一般情况下，操作系统都是按照线程来调度的。属于同一个进程的多个线程共享进程的地址空间，这样线程之间就可以很容易地通过这个公共的地址空间进行通信。每个线程都有自己的堆栈和上下文，用于保存运行过程数据。而任务是嵌入式操作系统中的一个概念，其本质就是一个线程，但特别的是，任务是一个一直运行的循环，一旦启动，就一直运行，不会中途退出（除非发生异常被操作系统强行中止，或者被人工强行中止）。由于任务本质上是一个线程，具备线程所有的特点，而线程的内涵更丰富一些，因此，在Hello China的实现中，只引用了线程的概念，没有引入任务概念。实际上，把一个线程的功能函数编码成一个死循环，该线程就成了一个任务。比如，下列函数就可以作为一个任务运行。

DWORD TaskRoutine(LPVOID lpData)
{
    ……
    while(TRUE)
    {
      GetMessage(…);  //Get message from message queue.
      ProcessMsg(…);  //Process message.
    };
    return 0L;
}

该函数一旦被投入运行，就以循环的方式检查自己的消息队列，若有消息，则做进一步处理，然后又进入新一轮循环。