[WINDOWS VIA C/C++] 06.스레드의 기본

https://www.hanbit.co.kr/store/books/look.php?p_code=B2974835990

제프리 리처의 Windows via C/C++(복간판)

해당 책을 읽고 학습 목적으로 간단하게 정리한 글입니다.

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개요

이번 챕터에서는 프로세스와 스레드의 차이, 책임, 스레드의 커널 오브젝트 등에 대해 알아본다.

 

프로세스와 마찬가지로 스레드 또한 2가지 요소로 구성되어있다.

1. 스레드 컨텍스트(실행 상태): 스레드를 관리하기 위한 목적으로 OS가 사용하는 커널 오브젝트

2. 스레드가 코드를 실행할 때 사용하는 스레드 스택

 

프로세스는 스스로 실행될 수 없으며 스레드를 통해 실행된다.

이 관점에서는 프로세스는 스레드의 저장소이다.

 

스레드 간에는 단일 주소 공간을 공유할 수 있다. 

커널 오브젝트 핸들도 프로세스마다 유효하기 때문에 스레드 간에는 같은 값을 가진다.

 

스레드는 본인 커널 오브젝트와 스택 정도만이 필요하기 때문에 프로세스에 비해 가볍다.

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스레드를 생성해야 하는 이유

프로그램이 시작되면 프로세스 초기화와 동시에 메인 스레드가 생성된다.

이후 추가적인 스레드 생성이 가능하다.

 

• 스레드를 사용하면 UI단순화를 실행해볼 수 있다.
• 스레드를 사용하면 확장성이 좋은 구조로 애플리케이션을 설계해볼 수 있다.

OS가 다수의 스레드를 동시에 수행할 수 있기 때문에 하나의 프로세스를 실행하더라도 여러개의 CPU코어가 있다면 병렬적으로 처리할 수 있다.

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스레드를 생성하지 말아야 하는 경우

스레드는 유용한 경우가 많지만 특정 경우에는 역효과를 낼 수 있다.

 

(책에서는 문서를 프린트하며 동시에 수정하는 경우를 설명함)

 

대부분 애플리케이션에서는 UI를 위한 컴포넌트는 동일한 스레드를 사용해야 한다. (windows ui framework는 대부분 thread-safe하지 않음)

 

thread를 새로 생성할 때는 신중한 고려가 필요하다.

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스레드 함수 만들기

프로세스의 주 스레드의 진입점 함수가 main인것 처럼 새로 만들어지는 스레드는 스레드의 진입점 함수가 필요하다.

Window에서는 아래와 같은 규격의 진입점 함수를 사용한다.

DWORD WINAPI ThreadProc(
  _In_ LPVOID lpParameter
);

 

스레드는 스레드 진입점 함수가 반환될 때 리소스가 정리된다.

 

스레드 함수가 반환하는 값은 main의 종료코드와 같이 취급된다.

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CreateThread 함수

https://learn.microsoft.com/ko-kr/windows/win32/api/processthreadsapi/nf-processthreadsapi-createthread?redirectedfrom=MSDN

CreateThread 함수(processthreadsapi.h) - Win32 apps

HANDLE CreateThread(
  [in, optional]  LPSECURITY_ATTRIBUTES   lpThreadAttributes,
  [in]            SIZE_T                  dwStackSize,
  [in]            LPTHREAD_START_ROUTINE  lpStartAddress,
  [in, optional]  __drv_aliasesMem LPVOID lpParameter,
  [in]            DWORD                   dwCreationFlags,
  [out, optional] LPDWORD                 lpThreadId
);

 

CreateThread 함수를 통해 thread를 생성하면 thread에 대한 handle이 return된다.

 

stack크기 인자는 바이트 단위이며 0을 넣으면 기본 스택 크기인 1MB가 할당된다.(설정으로 기본 스택 크기와 reserve, commit크기를 변경할 수 있음)

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스레드의 종료

스레드는 4가지 방법으로 종료된다.

1. 스레드 함수 반환

2. 스레드 함수에서 ExitThread 호출

3. TerminateThread 호출

4. 스레드가 포함된 프로세스가 종료됨

 

1번 방법이 가장 권장된다.

 

1번 방법

• C++객체들이 적절히 소멸
• OS가 스레드의 스택 메모리 반환
• 시스템이 스레드 종료 코드 설정
• 스레드에 대한 커널 오브젝트의 Usage Count 정상 감소

 

ExitThread를 호출한다면 OS리소스는 정상 정리되지만, C++객체가 정상 소멸되지 않는다.

 

TerminateThread는 다른 스레드에서도 호출될 수 있기 때문에 스레드의 코드흐름에 관계없이 종료될 수 있다.

 

프로세스를 강제 종료하면 내부의 스레드에 대해 TerminateThread를 호출한다.

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 Thread를 생성할 때 CREATE_SUSPEND 플래그가 설정되었다면 정지 카운트를 1, 없다면 0으로 한다.

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C의 기본 런타임 라이브러리는 초기에 thread-safe하지 않았다.

현재는 CRT 함수 자체는 thread-safe하지만 비 thread-safe한 함수들이 여전히 존재하기 때문에 유의하며 코딩해야 한다.

 

특히 CreateThread대신 _beginthreadex, ExitThread대신 _endthreadex사용이 필요하다.

(현대 UCRT는 CreateThread도 자동초기화 한다고 함)

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Process와 동일하게 자신에 대한 핸들은 pseudo핸들이다.(GetCurrentThread()를 통해 얻는)

진짜 핸들이 가지고 싶다면 동일하게 DuplicateHandle을 호출하면 된다.