Microsoft Windows でのマネージスレッド処理とアンマネージスレッド処理

[アーティクル]
08/09/2011

共通言語ランタイムによって作成されたスレッドや、ランタイムの外で作成されてマネージ環境に入ってコードを実行するスレッドを含め、すべてのスレッドは Thread クラスを通じて管理されます。ランタイムはプロセスにあるスレッドのうち、マネージ実行時環境内でコードを実行したことがあるすべてのスレッドを監視します。それ以外のスレッドは追跡しません。スレッドは、ランタイムがマネージオブジェクトを COM オブジェクトとしてアンマネージグループに公開するため、COM 相互運用を通してマネージ実行環境に入ることができます。また、COM DllGetClassObject() 関数、およびプラットフォームの起動を通じてもマネージ実行環境に入ることができます。

アンマネージスレッドが COM 呼び出し可能ラッパー (CCW: COM Callable Wrapper) などを通じてランタイムに入ると、システムはそのスレッドのスレッドローカルストアを検証して、内部マネージ Thread オブジェクトを検索します。見つかった場合、ランタイムはこのスレッドを既に認識しています。ただし見つからなかった場合、ランタイムは新しい Thread オブジェクトを作成し、作成したオブジェクトをそのスレッドのスレッドローカルストアに取り込みます。

マネージスレッド処理では、Thread.GetHashCode は確立されたマネージスレッド ID です。スレッドの値は、それがどのアプリケーションドメインから取得された値であっても、そのスレッドの有効期間中はほかのスレッドの値と衝突しません。

メモ
アンマネージホストでマネージスレッドとアンマネージスレッドとの関係を制御できるため、オペレーティングシステムの ThreadId とマネージスレッドを固定的に関係付ける必要はありません。つまり、高度なホストはファイバー API を使用することによって、多数のマネージスレッドを同じオペレーティングシステムのスレッドにスケジュールしたり、マネージスレッドを異なるオペレーティングシステムスレッド間で移動したりできます。

アンマネージホストでマネージスレッドとアンマネージスレッドとの関係を制御できるため、オペレーティングシステムの ThreadId とマネージスレッドを固定的に関係付ける必要はありません。つまり、高度なホストはファイバー API を使用することによって、多数のマネージスレッドを同じオペレーティングシステムのスレッドにスケジュールしたり、マネージスレッドを異なるオペレーティングシステムスレッド間で移動したりできます。

Win32 スレッド処理とマネージスレッド処理の対応付け

Win32 スレッド処理要素とほぼそれに対応するランタイムスレッド処理要素を次の表に示します。この対応付けは、同じ機能を示しているわけではありません。たとえば、TerminateThread は finally 句を実行したり、リソースを解放することはありません。また、TerminateThread は防止できません。ただし、Thread.Abort は、すべてのロールバックコードを実行し、すべてのリソースをクリアします。また、ResetAbort を使用して拒否できます。機能について検討する前に、ドキュメントをよく読んでください。

Win32	共通言語ランタイム
CreateThread	Thread と ThreadStart の組み合わせ
TerminateThread	Thread.Abort
SuspendThread	Thread.Suspend
ResumeThread	Thread.Resume
スリープ	Thread.Sleep
スレッドハンドルの WaitForSingleObject	Thread.Join
ExitThread	同等の項目はありません
GetCurrentThread	Thread.CurrentThread
SetThreadPriority	Thread.Priority
同等の項目はありません	Thread.Name
同等の項目はありません	Thread.IsBackground
CoInitializeEx (OLE32.DLL) に類似	Thread.ApartmentState

マネージスレッドと COM アパートメント

マネージスレッドをマークして、シングルスレッドアパートメントとマルチスレッドアパートメントのどちらをホストするかを示すことができます。 Thread クラスの GetApartmentState、SetApartmentState、TrySetApartmentState の各メソッドは、スレッドのアパートメント状態を返し、割り当てます。アパートメント状態が設定されていない場合、GetApartmentState は ApartmentState.Unknown を返します。

メモ
.NET Framework Version 1.0 および 1.1 では、ApartmentState プロパティを使用して、アパートメント状態を取得および設定します。

このプロパティは、スレッドが ThreadState.Unstarted 状態にあるときに設定できます。このプロパティは、1 つのスレッドに対して 1 回だけ設定できます。

開始する前にアパートメント状態が設定されていないスレッドは、マルチスレッドアパートメント (MTA) として初期化されます。ファイナライザースレッド、および ThreadPool によって制御されるすべてのスレッドは MTA です。

重要
アプリケーションスタートアップコードでは、MTAThreadAttribute または STAThreadAttribute をエントリポイントプロシージャに適用する以外に、アパートメント状態を制御する方法はありません。.NET Framework Version 1.0 および 1.1 では、ApartmentState プロパティを最初のコード行として設定できます。これは .NET Framework Version 2.0 では許可されていません。

アプリケーションスタートアップコードでは、MTAThreadAttribute または STAThreadAttribute をエントリポイントプロシージャに適用する以外に、アパートメント状態を制御する方法はありません。.NET Framework Version 1.0 および 1.1 では、ApartmentState プロパティを最初のコード行として設定できます。これは .NET Framework Version 2.0 では許可されていません。

COM に公開されるマネージオブジェクトは、フリースレッドマーシャラーを集約した場合と同様に動作します。つまり、COM に公開されるマネージオブジェクトは、フリースレッドな方法ですべての COM アパートメントから呼び出すことができます。このフリースレッド動作を示さない唯一のマネージオブジェクトは、ServicedComponent から派生したオブジェクトです。

マネージグループでは、コンテキストおよびコンテキストバインドマネージインスタンスを使用しない場合、SynchronizationAttribute はサポートされません。 EnterpriseServices を使用する場合、オブジェクトは ServicedComponent から派生している必要があります。ServicedComponent 自体は ContextBoundObject から派生しています。

マネージコードは、常に COM 規則に従って COM オブジェクトを呼び出します。ほかのグループでは、マネージコードは、OLE32 によって示される COM のアパートメントプロキシおよび COM+ 1.0 コンテキストラッパーを通じて呼び出します。

ブロッキング問題

スレッドがアンマネージ呼び出しを作成し、アンマネージコードでスレッドをブロックしたオペレーティングシステムにその呼び出しを挿入した場合、ランタイムでは、Thread.Interrupt または Thread.Abort に対してその呼び出しを制御しません。 Thread.Abort を呼び出した場合、スレッドがマネージコードに再度組み込まれると、ランタイムはそのスレッドを Abort としてマークし、制御します。アンマネージブロックではなくマネージブロックの使用をお勧めします。 WaitHandle.WaitOne、WaitHandle.WaitAny、WaitHandle.WaitAll、Monitor.Enter、Monitor.TryEnter、Thread.Join、GC.WaitForPendingFinalizers などは、すべて Thread.Interrupt および Thread.Abort に応答します。また、スレッドがシングルスレッドアパートメントにある場合、これらのすべてのマネージブロッキング操作は、スレッドがブロックされてもメッセージをアパートメントで正しく処理します。