異步過程調用

異步過程調用（asynchronous procedure call）是函式（過程）在特定執行緒中被異步執行。在Microsoft Windows作業系統中, APC是一種並發機制，用於異步IO或者定時器。

基本介紹

• 中文名：異步過程調用
• 外文名：asynchronous procedure call
• 性質：並發機制
• 領域：計算機

分類

Windows NT作業系統中有3種APC：

• 核心模式特殊APC：相應的APC函式為核心函式。在IRQL=APC_LEVEL級上有可調度的活動時，執行此類APC。會搶先所有的用戶模態以及IRQL = PASSIVE_LEVEL的核心模態下的代碼的執行。
  
• 核心模式常規APC：在所有的核心模式特殊APC執行完畢後，核心模式常規APC在IRQL = PASSIVE_LEVEL下開始執行。會搶先所有的用戶模式代碼的執行。用於檔案系統。
  
• 用戶模式APC：是指相應的 APC 函式位於用戶空間、在用戶空間執行。執行緒處於alertable wait狀態該APC才可以被調度執行。用戶模式下調用系統API如SleepEx,SignalObjectAndWait,WaitForSingleObjectEx,WaitForMultipleObjectsEx,MsgWaitForMultipleObjectEx等，可以使執行緒進入alertable狀態。這些API函式最終都是調用了核心中的KeWaitForSingleObject,KeWaitForMultipleObjects,KeWaitForMutexObject,KeDelayExecutionThread,KeTestAlertThread等函式。執行緒在alertable wait狀態所有核心模式API執行完畢，返回用戶模式時，核心轉去執行APC，完成後再繼續執行緒的原來執行。
  

API

• APC對象：為struct KAPC類型。每個APC對象必須要包含一個KernelRoutine函式指針，當這個APC被作業系統的APC dispatcher執行時，該例程首先被執行。用戶模式APCs必須包含一個NormalRoutine函式指針，所指的函式在用戶記憶體區域。核心模式常規APC也必須包含一個NormalRoutine，但運行在核心模式（即_KAPC.ApcMode==KernelMode）。核心模式特殊APC的NormalRoutine為空。任意類型的APC都可以定義一個RundownRoutine，所指函式在核心記憶體區域，當系統需要釋放APC佇列的內容時（例如執行緒退出時）被調用。
  
• 每個執行緒有兩個APC佇列，分為用戶APC佇列和核心APC佇列。
  
• QueueUserAPC: 應用程式把APC放入一個執行緒的用戶模式APC佇列中；
  
• KeInitializeApc 處理異步IO的設備驅動程式用這個函式來初始化APC對象（為struct KAPC類型)。如果函式參數NormalRoutine為NULL，那么生成的是核心模式特殊APC對象；如果參數NormalRoutine為NULL且參數ApcMode的值是KernelMode，那么生成的是核心模式常規APC對象；否則生成用戶模式APC對象。
  
• KeInsertQueueApc 把完成初始化的APC對象存放到目標執行緒的APC佇列中
  
• KiInsertQueueApc 實際完成插入到佇列中的操作
  
• KiDeliverApc 即作業系統APC派發器子程式。投遞一個掛起的（pending）APC到目標執行緒。KiDeliverApc每處理完一個User APC就把UserApcPending清零，所以User APCs在返回用戶空間時還是只能投遞一次
  
• KiInitializeUserApc:在從核心態返回到用戶態以執行用戶模式APC時，修改環境以準備好由KeUserApcDispatcher調用User APC回調函式。
  

並發控制

在計算機科學，特別是程式設計、作業系統、多處理機和資料庫等領域，並發控制（英語：Concurrency control）是確保及時糾正由並發操作導致的錯誤的一種機制。

異步IO

異步IO是計算機作業系統對輸入輸出的一種處理方式：發起IO請求的執行緒不等IO操作完成，就繼續執行隨後的代碼，IO結果用其他方式通知發起IO請求的程式。與異步IO相對的是更為常見的“同步（阻塞）IO”：發起IO請求的執行緒不從正在調用的IO操作函式返回（即被阻塞），直至IO操作完成。