_beginthread 与 _endthread 函数分析 (ReactOS版)

先来看一看 _beginthread 与 _endthread 函数的源码

uintptr_t _beginthread(_beginthread_start_routine_t start_address, /* [in] Start address of routine that begins execution of new thread */unsigned int stack_size, /* [in] Stack size for new thread or 0 */void *arglist)           /* [in] Argument list to be passed to new thread or NULL */
{_beginthread_trampoline_t* trampoline;HANDLE thread;TRACE("(%p, %d, %p)\n", start_address, stack_size, arglist);trampoline = malloc(sizeof(*trampoline));if(!trampoline) {*_errno() = EAGAIN;return -1;}thread = CreateThread(NULL, stack_size, _beginthread_trampoline,trampoline, CREATE_SUSPENDED, NULL);if(!thread) {free(trampoline);*_errno() = EAGAIN;return -1;}trampoline->thread = thread;trampoline->start_address = start_address;trampoline->arglist = arglist;if(ResumeThread(thread) == -1) {free(trampoline);*_errno() = EAGAIN;return -1;}return (uintptr_t)thread;
}void CDECL _endthread(void)
{TRACE("(void)\n");/* FIXME */ExitThread(0);
}

可以看到， _endthread 函数非常简单，它就是直接调用 ExitThread 结束线程。
而 _beginthread 函数则复杂一点点，它调用 CreateThread 函数之前，先申请一个结构体，并将结构体作为参数传到线程的回调函数中。

我们再看看 _beginthread_trampoline_t 结构体，非常简单，就是将用户传递的回调函数和参数保存起来了，CreateThread 返回的线程句柄也存放到该结构体中。

typedef struct {HANDLE thread;_beginthread_start_routine_t start_address;void *arglist;
} _beginthread_trampoline_t;

以上的代码并没有什么神奇之处，那么我们再来看看 _beginthread_trampoline 这个回调函数是怎么实现的

static DWORD CALLBACK _beginthread_trampoline(LPVOID arg)
{_beginthread_trampoline_t local_trampoline;thread_data_t *data = msvcrt_get_thread_data();memcpy(&local_trampoline,arg,sizeof(local_trampoline));data->handle = local_trampoline.thread;free(arg);local_trampoline.start_address(local_trampoline.arglist);return 0;
}

可以看到 _beginthread_trampoline 函数只做了三件事

取得 thread_data_t 指针，并把线程句柄赋值给它
将 arg变量复制到栈上的 local_trampoline 中，并释放 arg
调起用户传递过来的回调函数

其中第二第三点并不难理解，不过我相信大部分人对第一点比较疑惑。它真的就是将线程句柄赋值到 thread_data_t 这个结构体这么简单吗？会不会存在别的含义？

再解开疑惑之前，我们先看看 thread_data_t 的数据结构：

struct __thread_data {DWORD                                 tid;HANDLE                                handle;int                                   thread_errno;unsigned long                         thread_doserrno;int                                   unk1;unsigned int                          random_seed;        /* seed for rand() */char                                  *strtok_next;        /* next ptr for strtok() */wchar_t                               *wcstok_next;        /* next ptr for wcstok() */unsigned char                         *mbstok_next;        /* next ptr for mbstok() */char                                  *strerror_buffer;    /* buffer for strerror */wchar_t                               *wcserror_buffer;    /* buffer for wcserror */char                                  *tmpnam_buffer;      /* buffer for tmpname() */wchar_t                               *wtmpnam_buffer;     /* buffer for wtmpname() */void                                  *unk2[2];char                                  *asctime_buffer;     /* buffer for asctime */wchar_t                               *wasctime_buffer;    /* buffer for wasctime */struct tm                             *time_buffer;        /* buffer for localtime/gmtime */char                                  *efcvt_buffer;       /* buffer for ecvt/fcvt */int                                   unk3[2];void                                  *unk4[4];int                                   fpecode;struct MSVCRT_threadmbcinfostruct     *mbcinfo;struct MSVCRT_threadlocaleinfostruct  *locinfo;BOOL                                  have_locale;int                                   unk5[1];terminate_function                    terminate_handler;unexpected_function                   unexpected_handler;_se_translator_function               se_translator;void                                  *unk6[3];int                                   unk7;EXCEPTION_RECORD                      *exc_record;void                                  *unk8[100];
};

这里有一个特别的地方，大家留意有注释的结构体成员，就拿 strtok_next 和 wcstok_next 这两个成员来说，注释解释它是为 strtok 函数和 wcstok 函数服务的，那么我们再来看看 strtok 函数和 wcstok 函数的源码

char * CDECL strtok( char *str, const char *delim )
{thread_data_t *data = msvcrt_get_thread_data();char *ret;if (!str)if (!(str = data->strtok_next)) return NULL;while (*str && strchr( delim, *str )) str++;if (!*str) return NULL;ret = str++;while (*str && !strchr( delim, *str )) str++;if (*str) *str++ = 0;data->strtok_next = str;return ret;
}wchar_t * CDECL wcstok( wchar_t *str, const wchar_t *delim )
{return wcstok_s(str, delim, &msvcrt_get_thread_data()->wcstok_next);
}

两个函数都调用了 msvcrt_get_thread_data 函数来取得 thread_data_t ，并且将本来应该放置于全局变量的数据，改为放置到了 thread_data_t 结构的成员中(在多线程技术还没出现之前，很多C库函数都是将一些函数成员设置为全局静态变量的，到了多线程时代，这些函数容易崩溃或者出现数据混乱的情况)。由此可见，_beginthread 相比 CreateThread 函数，其中一个优势就是在确保在调用过去的C库函数时，有安全性保障。所以在windows下使用多线程，应该优先考虑使用 _beginthread 或 _beginthreadex 函数。

接下来，让后我们看看 msvcrt_get_thread_data 一系列函数的实现：


/* Index to TLS */
static DWORD msvcrt_tls_index;inline BOOL msvcrt_init_tls(void)
{msvcrt_tls_index = TlsAlloc();if (msvcrt_tls_index == TLS_OUT_OF_INDEXES){ERR("TlsAlloc() failed!\n");return FALSE;}return TRUE;
}inline BOOL msvcrt_free_tls(void)
{if (!TlsFree(msvcrt_tls_index)){ERR("TlsFree() failed!\n");return FALSE;}return TRUE;
}thread_data_t *msvcrt_get_thread_data(void)
{thread_data_t *ptr;DWORD err = GetLastError();  /* need to preserve last error */if (!(ptr = TlsGetValue( msvcrt_tls_index ))){if (!(ptr = HeapAlloc( GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY, sizeof(*ptr) )))_amsg_exit( _RT_THREAD );if (!TlsSetValue( msvcrt_tls_index, ptr )) _amsg_exit( _RT_THREAD );ptr->tid = GetCurrentThreadId();ptr->handle = INVALID_HANDLE_VALUE;ptr->random_seed = 1;ptr->locinfo = MSVCRT_locale->locinfo;ptr->mbcinfo = MSVCRT_locale->mbcinfo;}SetLastError( err );return ptr;
}inline void msvcrt_free_tls_mem(void)
{thread_data_t *tls = TlsGetValue(msvcrt_tls_index);if (tls){CloseHandle(tls->handle);HeapFree(GetProcessHeap(),0,tls->efcvt_buffer);HeapFree(GetProcessHeap(),0,tls->asctime_buffer);HeapFree(GetProcessHeap(),0,tls->wasctime_buffer);HeapFree(GetProcessHeap(),0,tls->strerror_buffer);HeapFree(GetProcessHeap(),0,tls->wcserror_buffer);HeapFree(GetProcessHeap(),0,tls->time_buffer);//if(tls->have_locale) {//    free_locinfo(tls->locinfo);//    free_mbcinfo(tls->mbcinfo);//}}HeapFree(GetProcessHeap(), 0, tls);
}/* EOF */

上面的代码不多，也不难，它就是通过 TLS(线程局部存储) 来取得并保存了一些线程信息，并且在 msvcrt_free_tls_mem 调用 CloseHandle(tls->handle) 来关闭线程句柄。

一般情况下，我们使用 CreateThread 后，会使用CloseHandle 关闭返回的句柄，而这里已经帮我们关闭了，所以使用 _beginthread 创建的线程，不需要关闭句柄。

但是等等，我们貌似有些疑问还没有解决。。。
那就是上面几个函数，在什么时候被调用呢？

首先跟大家说明一下，这些代码，是存在于 CRTDLL.DLL 函数，既然是动态库，就会有 dllmain 函数。答案就是 dllmain 函数里面

在 DLL_PROCESS_ATTACH （被进程加载时）调用 msvcrt_init_tls 初始化
在 DLL_PROCESS_DETACH (被进程卸载时）调用 msvcrt_free_tls 反初始化
在 DLL_THREAD_DETACH （进程内部调用了 ExitThread 函数）调用 msvcrt_free_tls_mem 释放当前线程的 thread_data_t 。
在 DLL_THREAD_ATTACH (进程内部有线程创建时) 其实这个消息，它什么都没做。
至于 msvcrt_get_thread_data 函数，大家都看见了，它在 _beginthread 的回调函数中被调用
另外使用 CreateThread 创建的线程，在结束时会默认调用 ExitThread 。所以，msvcrt_free_tls_mem 每次总是顺理成章地被调用，而保存在 thread_data_t 中的线程句柄，也在ExitThread 函数结束前被释放了。

<完>

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