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  • (转)CreateThread与_beginthread,内存泄漏为何因(原帖排版有些不好 ,所以我稍微整理下)

            在写c++代码时,一直牢记着一句话:决不应该调用CreateThread。 应该使用Visual   C++运行时库函数_beginthreadex。好像CreateThread函数就是老虎,既然这样为什么微软要开发这个函数呢?
     
     

           不要用 CreateThread 创建线程、并用 CloseHandle 来关闭这个线程,因为这样会导致内存泄露,而应该用 _beginthread 来创建线程,_endthread 来销毁线程。其实,真正的原因并非如此

           因为CreateThread 后,线程终止运行后,线程对象仍然在系统中,必须通过 CloseHandle 函数来关闭该线程对象。为什么会引起内存泄露呢?因为当线程的函数用到了C的标准库的时候,很容易导致冲突,所以在创建VC的工程时,系统提示是用单线程还是用多线程的库,因为在C的内部有很多的全局变量。例如 errno。


           因为在C的库中有全局变量,如果程序中使用了标准的C的库时,很容易导致运行不正常。所以,微软和Borland都对C的库进行了一些改进。但是这个改进的一个条件就是,如果一个线程已经开始创建,就应该创建一个结构来包含这些全局变量,接着把这些全局变量放入线程的上下文中。从而全局变量就会依赖于这个线程,不会引起冲突。


           这样做就会有一个问题,什么时候这个线程开始创建呢?标准的C库是不知道的,而 CreateThread 是操作系统的API。所以需要使用 _beginthread/_endthread 来创建/结束线程,让标准C库为线程化做些准备工作。


             当用 _beginthread 来创建,而用 CloseHandle 来关闭线程时,标准C库复制的全局变量就不会被释放,这才是前面说的内存泄露的原因。


              另一方面,如果用 CreateThread/CloseHandle 来创建/结束线程,则不要使用标准C库的任何函数。还有一个需要注意的,就是在线程执行完之前,不要使用 CloseHandle 来结束线程,否则也会有异常。我们一般通过 WaitForSingleObject/WaitForMultipleObjects 来等待线程结束。

     
     
         CreateThread函数是用来创建线程的Windows函数。不过,如果你正在编写C/C++代码,决不应该调用CreateThread。相反,应该使用Visual   C++运行期库函数_beginthreadex。如果不使用Microsoft的Visual   C++编译器,你的编译器供应商有它自己的CreateThred替代函数。   
         若要使多线程C和C++程序能够正确地运行,必须创建一个数据结构,并将它与使用C/C++运行期库函数的每个线程关联起来。当你调用C/C++运行期库时,这些函数必须知道查看调用线程的数据块,这样就不会对别的线程产生不良影响。   
       1.每个线程均获得由C/C++运行期库的堆栈分配的自己的tiddata内存结构。   
       2.传递给_beginthreadex的线程函数的地址保存在tiddata内存块中。传递给该函数的参数也保存在该数据块中。   
       3._beginthreadex确实从内部调用CreateThread,因为这是操作系统了解如何创建新线程的唯一方法。   
       4.当调用CreatetThread时,它被告知通过调用_threadstartex而不是pfnStartAddr来启动执行新线程。      还有,传递给线程函数的参数是tiddata结构而不是pvParam的地址。   
    5.如果一切顺利,就会像CreateThread那样返回线程句柄。如果任何操作失败了,便返回 NULL。  

         _beginthreadex和_beginthread函数的区别。_beginthread函数的参数比较少,因此比特性全面的_beginthreadex函数受到更大的限制。   
      例如,如果使用_beginthread,就无法创建带有安全属性的新线程,无法创建暂停的线程,也 无法获得线程的ID值。
     
      
           CreateThread、_beginthread和_beginthreadex都是用来启动线程的,但大家看到oldworm没有提供_beginthread的方式,原因简单,_beginthread是_beginthreadex的功能子集,虽然_beginthread内部是调用_beginthreadex但他屏蔽了象安全特性这样的功能,所以_beginthread与CreateThread不是同等级别,_beginthreadex和CreateThread在功能上完全可替代,我们就来比较一下_beginthreadex与CreateThread!   
        
          CRT的函数库在线程出现之前就已经存在,所以原有的CRT不能真正支持线程,这导致我们在编程的时候有了CRT库的选择,在MSDN中查阅CRT的函数时都有:   
      Libraries   
      LIBC.LIB   Single   thread   static   library,   retail   version     
      LIBCMT.LIB   Multithread   static   library,   retail   version     
      MSVCRT.LIB   Import   library   for   MSVCRT.DLL,   retail   version     
      这样的提示!   
      对于线程的支持是后来的事!   
      这也导致了许多CRT的函数在多线程的情况下必须有特殊的支持,不能简单的使用CreateThread就OK。   
      大多的CRT函数都可以在CreateThread线程中使用,看资料说只有signal()函数不可以,会导致进程终止!但可以用并不是说没有问题!  
        
      有些CRT的函数象malloc(),   fopen(),   _open(),   strtok(),   ctime(),   或localtime()等函数需要专门的线程局部存储的数据块,这个数据块通常需要在创建线程的时候就建立,如果使用CreateThread,这个数据块就没有建立,然后会怎样呢?在这样的线程中还是可以使用这些函数而且没有出错,实际上函数发现这个数据块的指针为空时,会自己建立一个,然后将其与线程联系在一起,这意味着如果你用CreateThread来创建线程,然后使用这样的函数,会有一块内存在不知不觉中创建,遗憾的是,这些函数并不将其删除,而CreateThread和ExitThread也无法知道这件事,于是就会有Memory   Leak,在线程频繁启动的软件中(比如某些服务器软件),迟早会让系统的内存资源耗尽!   
        
      _beginthreadex(内部也调用CreateThread)和_endthreadex就对这个内存块做了处理,所以没有问题!(不会有人故意用CreateThread创建然后用_endthreadex终止吧,而且线程的终止最好不要显式的调用终止函数,自然退出最好!)   
        
           谈到Handle的问题,_beginthread的对应函数_endthread自动的调用了CloseHandle,而_beginthreadex的对应函数_endthreadex则没有,所以CloseHandle无论如何都是要调用的不过_endthread可以帮你执行自己不必写,其他两种就需要自己写!(Jeffrey   Richter强烈推荐尽量不用显式的终止函数,用自然退出的方式,自然退出当然就一定要自己写CloseHandle)

    线程的内存泄漏的主要原因

     在很多参考书上,都说不要用CreateThread 创建线程、并用CloseHandle来关闭这个线程,因为这样做会导致内存泄漏,而应该用_beginthread来创建线程,_endthread来销毁线程。其实,真正的原因并非如此。

    看如下一段代码:

    HANDLE CreateThread

    ( 

     LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // 线程安全属性 

     DWORD dwStackSize, // 堆栈大小  

         LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // 线程函数 

     LPVOID lpParameter, //线程参数 

     DWORD dwCreationFlags, // 线程创建属性 

     LPDWORD lpThreadId // 线程ID 

     ); 

     线程中止运行后,线程对象仍然在系统中,必须通过CloseHandle函数来关闭该线程对象。

    CloseHandle函数的原型是:

      BOOL CloseHandle( HANDLE hObject );//HANDLE hObject 对象句柄  

    CloseHandle可以关闭多种类型的对象,比如文件对象等,这里使用这个函数来关闭线程对象。调用时,hObject为待关闭的线程对象的句柄。 

     说用这种方法时内存在泄漏,其实不完全正确。那为什么会引起内存的泄漏呢?因为当线程的函数用到了C的标准库的时候,很容易导致冲突,所以在创建VC的工程时,系统提示是用单线程还是用多线程的库,因为在C的内部有很多的全局变量。例如,出错号、文件句柄等全局变量。 

     因为在C的库中有全局变量,这样用C的库时,如果程序中使用了标准的C的库时,就很容易导致运行不正常,会引起很多的冲突。所以,微软和Borland都对C的库进行了一些改进。但是这个改进的一个条件就是,如果一个线程已经开始创建了,就应该创建一个结构来包含这些全局变量,接着把这些全局变量放入线程的上下文中和这个线程相关起来。这样,全局变量就会依赖于这个线程,不会引起冲突。  这样做就会有一个问题,什么时候这个线程开始创建呢?标准的Windows的API是不知道的,因为它是静态的库。这些库都是放在VC的LIB的目录内的,而线程函数是操作系统的函数。所以,VC和BC在创建线程时,都会用_beginThread来创建线程,再用_endThread来结束线程。

    这样,它们在创建线程的时候,就会知道什么时候创建了线程,并把全局变量放入某一结构中,让它和线程能关联起来。这样就不会发生冲突了。  

    很显然,要完成这个功能,首先需要分配结构表把全局变量包含起来。这个过程是在_beginThread时做的,而释放在_endTread内完成。 

     所以,当用_beginThread来创建,而用CloseHandle来关闭线程时,这时复制的全局结构就不会被释放了,这就有了内存的泄漏。这就是很多资料所说的内存泄漏问题的真正的原因。  

    其实,可以不用_beginThread和_endThread这一对函数。

    如果用CreateThread函数创建,用CloseHandle关闭,那么,与C有关的库就会用全局的,它们会引起冲突。所以,比较好的方法就是在线程内不用标准的C的库(可以使用Windows API的库函数)。这样就不会有什么问题,也就不会引起冲突。例如,字符串的操作函数、文件操作等。 

    当某个程序创建一个线程后,会产生一个线程的句柄,线程的句柄主要用来控制整个线程的运行,例如停止、挂起或设置线程的优先级等操作。一般来说,当线程启用后,就会用线程的CloseHandle来关闭线程。

    但在微软的示例程序中,有一个例子创建以后,就马上调用CloseHandle关闭线程的运行。这样做在Windows 98下没什么问题,但在Windows NT下,内核就会出现错误。这是为什么呢? 

    这是因为虽然线程有关的结构已经释放了,但线程还在运行中,所以程序就会出现错误。那怎么做才能确保正常运行呢?  其实,要正常运行,可以让线程完全结束以后,再调用CloseHandle来释放资源。  怎样知道线程完全结束呢?在Windows 的API中有一类等待线程的命令:

    DWORD WaitForSingleObject

    ( 

     HANDLE hHandle, // handle to object to wait for 

     DWORD dwMilliseconds , // time-out interval in milliseconds 

    );  

    DWORD WaitForMultipleObjects

    (  

    DWORD nCount, // number of handles in the handle array  

    CONST HANDLE *lpHandles, // pointer to the object-handle array  

    BOOL fWaitAll, // wait flag  

    DWORD dwMilliseconds // time-out interval in milliseconds  

    );  

    可以用以上两函数,等待线程的结束。如果线程结束,函数就会返回。否则就一直等待,直到指定的时间结束。  还有一种线程根本不会退出,它一直运行着循环的线程。我们就要用中止线程的方法来结束线程的运行,强制把它关闭。强制关闭后,再用CloseHandle来释放结构。

     

    观众看点:

    当你打算实现一个多线程(非MFC)程序,你会选择一个单线程的CRT(C运行时库)吗?如果你的回答是NO, 那么会带来另外一个问题,你选择了CreateThread来创建一个线程吗? 大多数人也许会立刻回答YES。可是很不幸,这是错误的选择。
    我先来说一下我的结论,待会告诉你为什么。

    如果要作多线程(非MFC)程序,在主线程以外的任何线程内
    - 使用malloc(),free(),new
    - 调用stdio.h或io.h,包括fopen(),open(),getchar(),write(),printf(),errno
    - 使用浮点变量和浮点运算函数
    - 调用那些使用静态缓冲区的函数如: asctime(),strtok(),rand()等。
    你就应该使用多线程的CRT并配合_beginthreadex(该函数只存在于多线程CRT), 其他情况下你可以使用单线程的CRT并配合CreateThread。

    因为对产生的线程而言,_beginthreadex比之CreateThread会为上述操作多做额外的簿记工作,比如帮助strtok()为每个线程准备一份缓冲区。
    然而多线程程序极少情况不使用上述那些函数(比如内存分配或者io),所以与其每次都要思考是要使用_beginthreadex还是CreateThread,不如就一棍子敲定_beginthreadex。

    当然你也许会借助win32来处理内存分配和Io,这时候你确实可以以单线程crt配合CreateThread,因为io的重任已经从crt转交给了win32。这时通常你应该使用HeapAlloc,HeapFree来处理内存分配,用CreateFile或者GetStdHandle来处理Io。

    还有一点比较重要的是_beginthreadex传回的虽然是个unsigned long,其实是个线程Handle(事实上_beginthreadex在内部就是调用了CreateThread),所以你应该用CloseHandle来结束他。千万不要使用ExitThread()来退出_beginthreadex创建的线程,那样会丧失释放簿记数据的机会,应该使用_endthreadex.

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    说简单点,当线程异常结束的时候,_beginthread创建的线程会调用栈上变量的析构函数,释放资源,而CreateThread创建的线程不会。因为CreateThread是操作系统提供的接口,要效率,要速度,他不知道堆栈这玩意,无心处理这些,也许某种语言的内存模式跟C/C++完全不一样,所以CreateThread不会去管C/C++的东西;但CRT为了保证一致性,C/C++变量的析构是他的责任,所以CRT得管,封装了强化了CreateThread,保证一致性。

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    具体说来,CreateThread这个 函数是windows提供给用户的 API函数,是SDK的标准形式,在使用的过程中要考虑到进程的同步与互斥的关系,进程间的同步互斥等一系列会导致操作系统死锁的因素,用起来比较繁琐一些,初学的人在用到的时候可能会产生不可预料的错误,建议多使用AfxBeginThread,是编译器对原来的CreateThread函数的封装,用与MFC编程(当然,只要修改了项目属性,console和win32项目都能调用)而_beginthread是C的运行库函数。

    在使用AfxBeginThread时,线程函数的定义为:UINT _yourThreadFun(LPVOID pParam)参数必须如此
    在使用CreateThread时,线程的函数定义为: DWORD WINAPI _yourThreadFun(LPVOID pParameter)。

    两个的实质都是一样的,不过AfxBeginThread返回一个CWinThread的指针,就是说他会new一个CWinThread对象,而且这个对象是自动删除的(在线程运行结束时),给我们带来的不便就是无法获得它的状态,因为随时都有可能这个指针指向的是一个已经无效的内存区域,所以使用时(如果需要了解它的运行状况的话)首先CREATE_SUSPENDED让他挂起,然后m_bAutoDelete=FALSE,接着才ResumeThread,最后不要了delete那个指针。
    CreatThread就方便多了,它返回的是一个句柄,如果你不使用CloseHandle的话就可以通过他安全的了解线程状态,最后不要的时候CloseHandle,Windows才会释放资源,所以我一般使用CreatThread,方便。

    如果用MFC编程,不要用CreateThread,如果只是使用Runtime Library,用_BegingThread,总之,不要轻易使用CreateThread。这是因为在MFC和RTL中的函数有可能会用到些它们所封装的公用变量,也就是说AfxBeginThread和_BeginThread都有自己的启动代码是CreateThread所没有的。
    在用CreateThread所创建的线程中使用MFC的类和RTL函数就有可能出现问题。
    如果你是用汇编编写win32程序并且在线程函数中也不调用MFC和RTL的函数,那用CreateThread就没问题,或者你虽然是用C写线程函数,但你很小心没调用RTL函数也不会有问题。
    CreateThread是由操作系统提供的接口,而AfxBeginThread和_BeginThread则是编译器对它的封装。

    在可能的情况下,不要调用_beginthread,而应该调用_beginthreadex,以及对应的_endthreadex。这都是C++运行期函数。
    但是使用_beginthread,无法创建带有安全属性的新线程,无法创建暂停的线程,也无法获得线程ID,_endthread的情况类似,它不带参数,

    这意味这线程的退出代码必须硬编码为0。这两个函数在_beginthreadex和_endthreadex中进行调用。CreateThread不要进行直接调用。

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