DllMain和多线程死锁

cywsh

估计很多人都知道装载DLL过程中的多线程死锁是因为DllMain的顺序调用规则，但是很少人了解卸载DLL过程中的多线程死锁也是由于同样的原因。例如，如果一个DLL的DllMain的代码写成下面的形式，且进程中有至少一个DLL的DllMain没有调用DisableThreadLibraryCalls函数的话，那么卸载该DLL过程中就会因为DllMain的顺序操作特性带来DLL内部线程没有完全退出的错误。

1. //----------------------start ------------
   
2. 
   
3. HANDLE       g_thread_handle =NULL;      // 该DLL内部线程的句柄
   
4. 
   
5. DWORD       g_thread_id =0;      // 该DLL内部线程的ID
   
6. 
   
7. HANDLE g_hEvent=NULL;// 应答事件的句柄
   
8. 
   
9. 
   
10. 
    
11. DWORD WINAPI InSideDll_ThreadProc( LPVOID p )
    
12. 
    
13. {
    
14. 
    
15.        while(1){
    
16. 
    
17.               // 收到通知就退出线程函数
    
18. 
    
19.               DWORD ret = ::WaitForSingleObject( g_hEvent, INFINITE );
    
20. 
    
21.               if(WAIT_TIMEOUT = =ret|| WAIT_OBJECT_0 = =ret) break;
    
22. 
    
23.        }     
    
24. 
    
25.        return true ;
    
26. 
    
27. }
    
28. 
    
29. 
    
30. 
    
31. BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
    
32. 
    
33.                        DWORD ul_reason_for_call,
    
34. 
    
35.                        LPVOID lpReserved
    
36. 
    
37.                                    )
    
38. 
    
39. {
    
40. 
    
41.     switch (ul_reason_for_call)   
    
42. 
    
43.        {
    
44. 
    
45.               case DLL_PROCESS_ATTACH:
    
46. 
    
47.               //线程正在映射到进程地址空间中
    
48. 
    
49.                      {
    
50. 
    
51.                             // 创建DLL内的线程使用的事件对象
    
52. 
    
53.                             g_hEvent = ::CreateEvent( NULL, FALSE, FALSE, _T("hello11" ));
    
54. 
    
55.                             //创建DLL内的线程对象
    
56. 
    
57.                             g_thread_handle = ::CreateThread(NULL,0,
    
58. 
    
59.                                    InSideDll_ThreadProc,(LPVOID)0,0,   &( g_thread_id) ) ;
    
60. 
    
61.                             // 禁止线程库调用，
    
62. 
    
63.                             DisableThreadLibraryCalls((HINSTANCE)hModule);
    
64. 
    
65.                      }
    
66. 
    
67.                      break;
    
68. 
    
69.               case DLL_PROCESS_DETACH:
    
70. 
    
71.               // DLL正在从进程地址空间中卸载
    
72. 
    
73.                      {
    
74. 
    
75.                             // 通知内部的线程g_thread_handle 退出
    
76. 
    
77.                             ::SetEvent(g_hEvent);
    
78. 
    
79.                             // 等待内部的线程g_thread_handle 退出
    
80. 
    
81.                             ::WaitForSingleObject(g_thread_handle, INFINITE ) ;
    
82. 
    
83.                             // 清除资源
    
84. 
    
85. ::CloseHandle(g_thread_handle);
    
86. 
    
87.                             g_thread_id = 0 ;
    
88. 
    
89.                             g_thread_handle = NULL ;                  
    
90. 
    
91.                             ::CloseHandle(g_hEvent);
    
92. 
    
93.                             g_hEvent=NULL;
    
94. 
    
95.                      }
    
96. 
    
97.                      break;
    
98. 
    
99.     }
    
100. 
     
101.     return TRUE;
     
102. 
     
103. }
     
104. 
     
105. //----------------------end ------------

复制代码

上述代码的流程是这样的：

       (1)装载DLL时，创建一个 DLL内部的线程g_thread_handle及事件对象g_hEvent，且线程g_thread_handle在事件对象g_hEvent上等待。

       (2)卸载DLL时，通过SetEvent(g_hEvent)通知线程g_thread_handle退出，随即调用WaitForSingleObject函数等待线程g_thread_handle终止运行。如果线程g_thread_handle终止运行，则执行清除工作。

但是如果对这样的程序进行调试，就会发现程序在退出时该DllMain没有退出，等待了很长时间也没有退出。

查看了一下线程Call Stack窗口，注意到程序正在等待DllMain内部的线程g_thread_handle的退出。尽管线程g_thread_handle的线程函数已经返回了，但是整个g_thread_handle线程走到了操作系统的ntdll.dll中并没有完全终止，从而导致整个DLL不能顺利释放。

       线程g_thread_handle为什么没有完全退出呢？

原来，线程函数返回时，系统并不立即将它撤消。相反，系统要取出这个即将被撤消的线程，让它调用已经映射的DLL的所有带有DLL_THREAD_DETACH值的、且没有调用DisableThreadLibraryCalls函数的DllMain函数。DLL_THREAD_DETACH通知告诉所有的DLL执行每个线程的清除操作，例如，DLL版本的C/C++运行期库能够释放它用于管理多线程应用程序的数据块。DisableThreadLibraryCalls函数告诉系统说，特定的DLL的DllMain函数不用接收DLL_THREAD_ATTACH和DLL_THREAD_DETACH通知。

但是，系统是顺序调用DLL的DllMain函数的。

当线程函数返回时，系统检查进程中是否存在没有调用DisableThreadLibraryCalls函数的DllMain函数，如果存在，系统就以进程的互斥对象的句柄作为第一个参数，在线程内部调用WaitForSingleObject函数。一旦这个将要终止运行的线程拥有该进程互斥对象，系统就让该线程用DLL_THREAD_DETACH的值依次调用每个没有调用DisableThreadLibraryCalls函数的DLL的DllMain函数。此后，系统才释放对进程互斥对象的所有权。

在本例所述的应用程序中，进程的退出引起操作系统获取进程互斥对象使操作系统可以为DLL_PROCESS_DETACH通知调用DllMain()。该DLL的DllMain()函数通知线程g_thread_handle终止运行。无论何时当进程终止一个线程时，操作系统将获取进程互斥对象，以便于它可以为DLL_THREAD_DETACH通知调用每个加载的、没有调用DisableThreadLibraryCalls函数的DLL的DllMain函数。在这个特定的程序中，线程g_thread_handle当线程函数返回后就阻塞了，因为CMySingleton的DllMain()所处的线程还保持着进程互斥对象。不幸的是，DllMain所处的线程然后调用WaitForSingleObject确认g_thread_handle线程是否完全终止。因为g_thread_handle线程被阻塞在进程互斥对象上，这个进程互斥对象还被DllMain线程所持有， DllMain线程要等待g_thread_handle线程从而也被阻塞，结果就导致了死锁。

注意，从图2可以看出，如果当前进程中的所有 DLL都调用了DisableThreadLibraryCalls函数，那么上述代码中的DLL也能正常退出。曾经写过一个程序，除了加载一个这样有问题的DLL没有加载其他DLL(系统的DLL除外),程序能够正常退出。

3、结论
    很显然的一个教训就是在DllMain内部应该避免任何Wait*调用。但是进程互斥对象的问题不仅仅限于Wait*函数。操作系统在CreateProcess、GetModuleFileName、GetProcAddress、wglMakeCurrent、LoadLibrary和FreeLibrary等函数中在后台获取进程互斥对象，因此在DllMain中不应该调用任何这些函数。因为DllMain获取进程互斥对象，所以一次只能有一个线程执行DllMain。

       ATL singleton的 FinalConstruct函数和FinalRelease函数分别是DllMain在响应DLL_PROCESS_ATTACH和DLL_PROCESS_DETACH时被调用的，所以也要同样注意本文所述的问题