Windows 多线程强制线程优先级

Question

我期望发生的事情：

由于进程亲和性仅限于单个核心，因此当前进程的所有线程都必须竞争执行时间。

由于线程 a 的优先级高于线程 b 并且它从不阻塞，因此线程 b 永远不会被执行。

我所看到的：

线程 b 被虚假执行。

为什么会这样？有没有办法用 WinAPI 强制执行这个执行逻辑？

#include <iostream>
#include <thread>
#include <windows.h>

using namespace std;

DWORD WINAPI a_function(LPVOID lpParam)
{
    while (true) {
    }

    return 0;
}

DWORD WINAPI b_function(LPVOID lpParam)
{
    while (true) {
        cout << "b" << endl;
    }

    return 0;
}

int main()
{
    DWORD affinityMask = 1u;
    BOOL res = SetProcessAffinityMask(GetCurrentProcess(), affinityMask);
    if (!res) {
        return -1;
    }

    HANDLE a_handle = CreateThread(nullptr, 0, a_function, nullptr, CREATE_SUSPENDED, nullptr);
    HANDLE b_handle = CreateThread(nullptr, 0, b_function, nullptr, CREATE_SUSPENDED, nullptr);

    SetThreadPriority(a_handle, THREAD_PRIORITY_NORMAL);
    SetThreadPriority(b_handle, THREAD_PRIORITY_BELOW_NORMAL);

    ResumeThread(a_handle);
    ResumeThread(b_handle);

    WaitForSingleObject(a_handle, INFINITE);

    return 0;
}

输出：

b
b
b
b
b

注意：我没有使用 ResumeThread() / SuspendThread() 因为：

“SuspendThread 函数不用于线程同步，因为它不控制代码中线程执行暂停的点。” (source)

Answer 1

优先级不是绝对的。只要您使用多个线程，并且所有线程都处于可运行状态（也就是说，它们没有挂起或等待同步原语），它们迟早会运行。优先级仅确保具有更高优先级的线程以更少的延迟/更大的时间片被调度，但不能确保它们在任何其他类的线程被触发之前被排他地调度。

基本原理与您构建的内容非常相似：自旋锁。如果线程a 是消费者，线程b 是生产者，那么从不运行b 会使a 陷入死锁。该问题通常被称为优先级反转，因为b 在技术上将优先于a，因为a 正在等待b，但配置的优先级和未使用的内核同步对象不反映这种依赖关系。

这不仅仅是一个假设的场景，而且实际上很常见。您可能会争辩说您不会在多线程系统上注意到，但理由再次是，您不能冒着破坏软件的风险，仅将其限制为单个 CPU 内核，或者因为所有内核都被高优先级占用线程。