Windows多线程与线程绑定CPU内核

一、Windows创建多线程的方法有CreadThread()和_beginthreadex()函数，Win32 提供了一系列的API函数来完成线程的创建、挂起、恢复、终结以及通信等工作，头文件在

#include<windows.h>

先介绍一下CreateThread()主要的函数列表

 

 CreateThread()函数原型

 HANDLE WINAPI CreateThread(
    _In_opt_  LPSECURITY_ATTRIBUTES  //lpThreadAttributes, 线程内核对象的安全属性，一般传入NULL表示使用默认设置。  
    _In_      SIZE_T                 //dwStackSize,表示线程栈空间大小。传入0表示使用默认大小（1MB）
    _In_      LPTHREAD_START_ROUTINE //lpStartAddress,表示新线程所执行的线程函数地址，多个线程可以使用同一个函数地址
    _In_opt_  LPVOID                 //lpParameter,是传给线程函数的参数
    _In_      DWORD                  //dwCreationFlags,指定额外的标志来控制线程的创建，为0表示线程创建之后立即就可以进行调度，如果为CREATE_SUSPENDED则表示线程创建后暂停运行，这样它就无法调度，直到调用ResumeThread()恢复运行
    _Out_opt_ LPDWORD                //lpThreadId将返回线程的ID号，传入NULL表示不需要返回该线程ID号
  );

  CreateThread()函数的返回值

线程创建成功返回新线程的句柄，失败返回NULL

线程等待函数（关闭线程）

CreateThread()创建的函数不会随着程序结束自动关闭，需要自己调用WaitForMultipleObjects（）函数关闭

函数功能：让线程进入等待转态，直到条件触发（所有线程执行结束）。内核对象在运行期间处于未触发的状态，直到执行结束。

DWORD WINAPI WaitForMultipleObjects(
    DWORD nCount,             //CPU内核对象的个数
    CONST HANDLE *lpHandles,  //句柄数组的地址
    BOOL bWaitAll,            //是否等待所有线程结束
    DWORD dwMilliseconds      //等待的最大时间，单位毫秒，INFINITE表示无限等待
    );

二、_beginthreadex()函数的参数和CreateThread()函数一样，都是六个，_beginthreadex()是C/C++语言另有一个创建线程的函数，我们应该尽量使用_beginthreadex()来代替使用CreateThread()，因为它比CreateThread()更安全。

_beginthreadex创建的每个线程都将拥有自己专用的一块内存区域来供标准C运行库中所有有需要的函数使用。而且这块内存区域的创建就是由C/C++运行库函数_beginthreadex()来负责的。这块区域可以用来存放一些线程独享的数据，不会被其它线程修改，所以更安全。

三、多线程绑定CPU内核

在线程数和CPU内核数大致相等的情况下，将线程与CPU内核绑定，可以减少线程的上下文切换带来的开销，提高CPU  Cache缓存的命中率，提高运行效率

Windows是使用SetThreadAffinityMask(handle[i], 1 << i);函数来将线程与CPU内核绑定的，第一个参数handle[ i ] 是线程的句柄，第二个参数代表CPU核心的编号

SetThreadAffinityMask（）函数的返回非零值表示绑定CPU内核成功，为零值表示失败

线程的句柄可以通过CreateThread()创建线程的返回值获取，也可以使用GetCurrentThread（）函数的返回值获取当前执行线程的句柄

注意CPU的内核编号是按照二进制位来表示的，每个二进制位指向一个内核

比如对4核的CPU

第一个核编号是0x0001      

第二个核编号是0x0010

第三个核编号是0x0100

第四个核编号是0x1000

#include<process.h>
#include<windows.h>
#include<thread>
#include<iostream>
using namespace std;

//CreateThread()核_beginthreadex()的线程函数要求是全局变量的一个函数
unsigned int __stdcall ThreadFun(PVOID pM)
{
    printf("线程ID 为 %d 的子线程输出： Hello World
", GetCurrentThreadId());
    while (1) {

    }
    return 0;
}


int main()
{
    //获取CPU核心数目
    int x = thread::hardware_concurrency();
    const int THREAD_NUM = 4;
    HANDLE handle[THREAD_NUM];
    unsigned long mask;
    for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++)
    {
        //CREATE_SUSPENDED创建线程之后挂起
        handle[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, ThreadFun, NULL, CREATE_SUSPENDED, NULL);

        //mask值为0表示设置失败，非零值表示成功
        mask=SetThreadAffinityMask(handle[i], 1 << i);
        if(mask==0)
            printf("ERROR
");
    }
    int n, t = 4;
    while (t--) {
        cin >> n;
        //唤醒句柄为handle[n]的线程
        ResumeThread(handle[n]);
    }
    
    //等待所有线程退出
    WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, handle, TRUE, INFINITE);
    system("pause");
    return 0;
}

唤醒线程运行之前CPU使用状况

 唤醒句柄为0的线程运行

唤醒句柄为1的线程运行

唤醒句柄为3的线程运行

唤醒句柄为2的线程运行

参考博客

https://www.cnblogs.com/ay-a/p/8762951.html

https://blog.csdn.net/zhangxiangdavaid/article/details/43700485