4.2 Hello China V1.0版本的线程实现
与大多数嵌入式操作系统一样，Hello China实现了多任务、多线程的构架。但在Hello China的实现中，只引用了线程的概念，没有引用任务的概念，因为从本质上讲，任务就是一个线程，所不同的是，任务是一个无限循环，因此，实现线程比实现任务具有更广泛的适应性。
4.2.1 核心线程管理对象
在Hello China的实现中，一个全局对象KernelThreadManager（核心线程管理对象）用来完成对整个操作系统线程的管理，包括线程的组织、创建、销毁、修改优先级等操作，该对象的定义如下。
BEGIN_DEFINE_OBJECT(__KERNEL_THREAD_MANAGER)
//DWORD dwCurrentIRQL;
__KERNEL_THREAD_OBJECT＊ lpCurrentKernelThread;
//Current kernel thread.
__PRIORITY_QUEUE＊ lpRunningQueue;
__PRIORITY_QUEUE＊ lpReadyQueue;
__PRIORITY_QUEUE＊ lpSuspendedQueue;
__PRIORITY_QUEUE＊ lpSleepingQueue;
__PRIORITY_QUEUE＊ lpTerminalQueue;
DWORD dwNextWakeupTick;
BOOL (＊Initialize)(__COMMON_OBJECT＊
lpThis);
__KERNEL_THREAD_OBJECT＊ (＊CreateKernelThread)(
__COMMON_OBJECT＊ lpThis,
DWORD dwStackSize,
DWORD dwStatus,
DWORD dwPriority,
__KERNEL_THREAD_ROUTINE lpStartRoutine,
LPVOID lpRoutineParam,
LPVOID lpReserved);
VOID (＊DestroyKernelThread)(__COMMON_OBJECT＊ lpThis,
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread
);
BOOL (＊SuspendKernelThread)(
__COMMON_OBJECT＊ lpThis,
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread
);
BOOL (＊ResumeKernelThread)(
__COMMON_OBJECT＊ lpThis,
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread
);
VOID (＊ScheduleFromProc)(
__KERNEL_THREAD_CONTEXT＊ lpContext
);
VOID (＊ScheduleFromInt)(
__COMMON_OBJECT＊ lpThis,
LPVOID lpESP
);
DWORD (＊SetThreadPriority)(
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread,
DWORD dwNewPriority
);
DWORD (＊GetThreadPriority)(
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread
);
DWORD (＊TerminalKernelThread)(
__COMMON_OBJECT＊ lpThis,
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread
);
BOOL (＊Sleep)(
__COMMON_OBJECT＊ lpThis,
//__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread,
DWORD dwMilliSecond
);
BOOL (＊CancelSleep)(
__COMMON_OBJECT＊ lpThis,
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread
);
DWORD (＊GetLastError)(
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread
);
DWORD (＊SetLastError)(
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread,
DWORD dwNewError
);
DWORD ＊GetThreadID)(
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread
);
DWORD (＊GetThreadStatus)(
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread
);
DWORD (＊SetThreadStatus)(
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread,
DWORD dwStatus
);
BOOL (＊SendMessage)(
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread,
__KERNEL_THREAD_MESSAGE＊ lpMsg
);
BOOL (＊GetMessage)(
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread,
__KERNEL_THREAD_MESSAGE＊ lpMsg
);
BOOL (＊LockKernelThread)(
__COMMON_OBJECT＊ lpThis,
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread);
VOID (＊UnlockKernelThread)(
__COMMON_OBJECT＊ lpThis,
__COMMON_OBJECT＊ lpKernelThread);
END_DEFINE_OBJECT() //End of the kernel thread manager's definition.
这是一个比较大的对象，其中，五个优先级队列用于对系统中的线程进行管理，每个队列的用途如表4-1所示。
表4-1 Hello China的线程队列
注1：对于单CPU的情况，有且只有一个线程处于运行状态（即任何时刻，只有一个线程获得CPU资源，处于运行状态），这种情况下，该队列未被使用。但在多处理器情况下，任何一个时刻，有与系统中CPU数量相同的线程在运行，这样为了便于管理，设置此队列，用于管理多CPU情况下的运行态线程。
需要注意的是，还有一种线程状态——阻塞状态没有体现在上述队列中。因为线程的阻塞状态一般是因为该线程要请求一个共享资源，而该共享资源又不可用（被其他线程占有），这时候线程进入阻塞状态。进入阻塞状态的线程会被暂时存放在共享资源的阻塞队列中，因此没有必要专门设置一个全局队列来管理阻塞状态的线程。详细信息在介绍同步对象的时候会提到。
该对象还提供了大量的接口，用于完成对线程的操作。表4-2给出了操作动作和对应的操作函数。
表4-2 核心线程管理对象提供的接口
上述函数可以被应用程序直接调用，来完成对Hello China线程的操作。另外的几个函数，比如ScheduleFromProc、ScheduleFromInt等，用于操作系统核心完成线程切换的功能函数。这些函数被操作系统核心代码调用，一般不建议应用程序直接调用这些函数，但为了简便起见，把这些函数也纳入KernelThreadManager的管理范围。
另外，dwNextWakeupTick变量用于管理线程的睡眠功能。该变量记录了需要最早唤醒的线程和应该唤醒的时刻（tick数目）。比如，当前的时钟tick是1000，有三个线程，分别调用了Sleep函数，代码如下。
Thread1:
… …
Sleep(500);
… …
Thread2:
… …
Sleep(300);
… …
Thread3:
… …
Sleep(600);
… …
并假设这三个线程调用Sleep函数的次序发生在同一个时间片之间，这样需要最早唤醒的线程应该是Thread2。于是，Sleep函数在执行的时候，把以毫秒（ms）为单位的参数，转换为时钟tick数，然后跟当前的系统tick数（System对象维护，详细信息请参考第8章）相加，并赋给dwNextWakeupTick变量。
这样每次时钟中断处理的时候，操作系统把dwNextWakeupTick跟当前的时钟tick数进行比较，若一致，则说明已经到达唤醒线程的时刻，于是从睡眠队列（lpSleepingQueue）中取出所有需要唤醒的线程，插入就绪队列（lpReadyQueue）。
另外需要注意的是，KernelThreadManager是一个全局对象，整个系统中只有一个这样的对象，因此，该对象没有从__COMMON_OBJECT对象派生。对于该对象提供的功能函数（比如CreateKernelThread等），为了保持面向对象的语义，其参数列表也与其他对象一样，第一个参数是lpThis（一个指向自己的指针），实际上，可以不用这个参数，而直接引用KernelThreadManager对象。