基于WRK平台的IPC实验
实验背景：
Inter-Process Communication（进程间通信）在现在通用的时分操作系统中的进程管理中扮演着重要的角，可以说没有同步/互斥机制，就不会实现系统的多线程。在Windows中，内核提供了多种机制防止多个线程对同一个数据结构进行修改。通过对WRK平台的IPC实验，我们可以更加深入地了解到Windows内部是如何实现线程的同步/互斥的。
第一部分：阅读代码——了解WRK同步对象管理
1、阅读WRK代码，理解WRK中同步/互斥的对象管理
1.1 WRK中的同步对象
    Windows提供了一组内核同步对象（Kernel Dispatcher Object），或者就称为同步对象（Dispatcher Object）。在任何时刻，同步对象都处于两种状态中的一种：信号态(signaled state)或者非信号态(nonsignaled state)。这些对象包括定时器对象事件对象、信号量对象、临界区对象等。
表1 WRK中同步对象数据结构
同步对象
定义位置
数据结构
Event
WRK\base\ntos\inc\Ntosdef.h
（注：WRK是存放WRK源代码的文件夹，下同）
typedef struct _KEVENT {
DISPATCHER_HEADER  Header;
} KEVENT, *PKEVENT, *PRKEVENT;
Mutex
WRK\base\ntos\inc\Ke.h
typedef struct _KMUTANT {
DISPATCHER_HEADER Header;
    LIST_ENTRY MutantListEntry;
struct _KTHREAD *OwnerThread;
    BOOLEAN Abandoned;
UCHAR ApcDisable;
} KMUTANT, *PKMUTANT,
*PRKMUTANT, KMUTEX,
*PKMUTEX, *PRKMUTEX;
Semaphore
WRK\base\ntos\inc\Ke.h
typedef struct _KSEMAPHORE {
DISPATCHER_HEADER Header;
LONG Limit;
} KSEMAPHORE,
*PKSEMAPHORE, *PRKSEMAPHORE;
Waitable Timer
WRK\base\ntos\inc\Ntosdef.h
typedef struct _KTIMER {
DISPATCHER_HEADER Header;
    ULARGE_INTEGER DueTime;
    LIST_ENTRY TimerListEntry;
struct _KDPC *Dpc;
LONG Period;
} KTIMER, *PKTIMER, *PRKTIMER;
观察这些同步对象的数据结构，就会发现第一个成员都是DISPATHER_HEADER，这就是同步对象可以被等待的原因，也是同步对象的英文是Dispatcher Object的原因。查看下DISPATHER_HEADER的数据结构(WRK\base\ntos\inc\ Ntosdef.h)。
typedef struct _DISPATCHER_HEADER {
//对象类型
UCHAR Type;
UCHAR Absolute;
//对象体的大小
UCHAR Size;
UCHAR Inserted;
//信号状态
LONG SignalState;
//等待该对象的线程列表
LIST_ENTRY WaitListHead;
} DISPATCHER_HEADER;
1.2 线程中同步数据结构
    在Windows中，调度的最小单位是线程，进行同步的也是线程，所以，在线程的数据结构中，必然包含有与同步有关的数据结构（WRK\base\ntos\inc\Ke.h）。
typedef struct _KTHREAD {
DISPATCHER_HEADER Header;
…
LONG_PTR WaitStatus;
//state information, reflecting the reason for ending when a waiting is ended
union {
PKWAIT_BLOCK WaitBlockList;
//wait block queue pointed to this thread
waitforsingleobject函数PKGATE GateObject;
};
BOOLEAN Alertable;
BOOLEAN WaitNext;
UCHAR WaitReason;
…
        KWAIT_BLOCK WaitBlock[THREAD_WAIT_OBJECTS + 1];
// THREAD_WAIT_OBJECTS = 3, the built-in synchronization object array
//if no wait block array is specified, use the built-in synchronization object array
…
};
    其中，KTHREAD中的WaitBlockList是KWAIT_BLOCK对象的列表。

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