Джонсон Харт - Системное программирование в среде Windows

• Рабочие потоки, конкурирующие за право владения единственным ресурсом, могут быть распределены для выполнения на одном процессоре, что позволяет избежать затруднений с производительностью в случае SMP-систем, о которых перед этим говорилось.

• Возможен и другой вариант, когда потоки распределяются по доступным процессорам.

• Различным процессорам можно назначать различные классы рабочих потоков.

У каждого процесса имеется собственная маска родства процесса (process affinity mask), представляющая собой битовый вектор. Существует также маска родства системы (system affinity mask).

• Маска родства системы отображает процессоры, сконфигурированные в системе.

• Маска родства процесса отображает процессоры, на которых разрешается выполнение потоков данного процесса.

• Каждый индивидуальный поток имеет маску родства потока (thread affinity mask), которая должна представлять собой подмножество значений маски родства процесса. Первоначально маска родства потока совпадает с маской родства процесса.

Существуют функции для получения и установки масок, хотя системную маску вы можете только считывать (получать), а маски потоков — только устанавливать. Функции установки масок используют дескрипторы потоков и процессов, поэтому процессы или потоки могут устанавливать маску родства друг для друга, если имеются соответствующие права доступа, или для самих себя. Установка маски никак не повлияет на поток, уже выполняющийся на процессоре, использование которого вы пытаетесь исключить данной маской.

Для считывания как системных масок родства, так и масок родства процессов используется одна функция — GetProcessAffinityMask. В однопроцессорных системах, включая Windows 9x, все биты маски должны быть равными 1.

BOOL GetProcessAffinityMask(HANDLE hProcess, LPDWORD lpProcessAffinityMask, LPDWORD lpSystemAffinityMask)

Маска родства процесса, которая будет наследоваться любым дочерним процессом, устанавливается при помощи функции SetProcessAffinityMask.

BOOL SetProcessAffinityMask(HANDLE hProcess, DWORD dwProcessAffinityMask)

В документации Microsoft говорится, что значение новой маски должно быть строгим подмножеством (proper subset) значений масок, получаемых с помощью функции GetProcessAffinityMask. Как показывает несложный эксперимент, включенный в код программы TimedMutualExclusion, новая маска может быть той же, что и маска системы или предыдущая маска процесса. Однако упомянутое ограничение не может быть справедливым, ибо в таком случае вы были бы лишены возможности восстанавливать маску родства системы до предыдущего значения.

В Windows 9x поддержка SMP, а также функций манипулирования масками процессов не поддерживаются. Новые значения масок влияют на все потоки, принадлежащие данному процессу.

Для установки маски родства потоков применяется аналогичная функция.

DWORD SetThreadAffinityMask(HANDLE hThread, DWORD dwThreadAffinityMask)

Типы возвращаемых значений этих функций не согласуются между собой. Типом возвращаемого значения функции SetThreadAffinityMask является DWORD, a не BOOL, но результат остается одним и тем же (1 — в случае успеха, 0 — в противном случае). Функция SetThreadAffinityMask работает и под управлением Windows 9х, но маска должна быть единичной, что не дает никакого прока. Кроме того, невзирая на документацию, новая маска не обязательно должна быть строгим подмножеством системной маски.

Функция SetThreadIdealProcessor является видоизменением функции SetThreadAffinityMask. Вы указываете предпочтительный ("идеальный") номер процессора (а не маску), и планировщик назначает потоку этот процессор, если такая возможность имеется, или назначит ему другой процессор, если предпочтительный процессор недоступен. Возвращаемым значением функции является номер предыдущего предпочтительного процессора, если таковой был назначен.

Фактически, на количество процессоров, установленных в системе, указывает маска родства системы; чтобы его определить, вам достаточно подсчитать количество ненулевых битов в маске. Вместе с тем, гораздо проще вызвать функцию GetSystemInfo, возвращающую структуру SYSTEM_INFO, среди полей которой имеются поля, содержащие количество процессоров и активную маску процессоров, которая совпадает с маской системы. Простая программа и проект Version, доступные на Web-сайте книги, отображают эту информацию вместе с версией Windows.

Процессоры Intel Pentium 4 и Xeon поддерживают механизм HyperThreading (гиперпотоки), посредством которого состояния ожидания, возникающие в процессе выполнения потока, используются для выполнения другого потока. Для поддержки этого средства используется второй регистровый файл, что вполне осуществимо, поскольку архитектура процессоров х8б характеризуется сравнительно небольшим количеством регистров. Xeon или любой другой процессор, поддерживающий гиперпоточную обработку, воспринимается функциями GetSystemInfo и GetProcessAffinityMask как одиночный процессор.