異步過程調用

異步過程調用（asynchronous procedure call）是函數（過程）在特定線程中被異步執行。在Microsoft Windows操作系統中, APC是一種並發機制，用於異步IO或者定時器。

分類

Windows NT操作系統中有3種APC：

• 內核模式特殊APC：相應的APC函數為內核函數。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的內核模態下的代碼的執行。
• 內核模式常規APC：在所有的內核模式特殊APC執行完畢後，內核模式常規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。用於文件系統。
• 用戶模式APC：是指相應的 APC 函數位於用戶空間、在用戶空間執行。線程處於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，可以使線程進入alertable狀態。這些API函數最終都是調用了內核中的KeWaitForSingleObject, KeWaitForMultipleObjects,KeWaitForMutexObject, KeDelayExecutionThread, KeTestAlertThread等函數。線程在alertable wait狀態所有內核模式API執行完畢，返回用戶模式時，內核轉去執行APC，完成後再繼續線程的原來執行。

API

• APC對象：為struct KAPC類型。每個APC對象必須要包含一個KernelRoutine函數指針，當這個APC被操作系統的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函數指針，所指的函數在用戶內存區域。內核模式常規APC也必須包含一個NormalRoutine，但運行在內核模式（即_KAPC.ApcMode==KernelMode）。內核模式特殊APC的NormalRoutine為空。任意類型的APC都可以定義一個RundownRoutine，所指函數在內核內存區域，當系統需要釋放APC隊列的內容時（例如線程退出時）被調用。
• 每個線程有兩個APC隊列，分為用戶APC隊列和內核APC隊列。
• QueueUserAPC: 應用程序把APC放入一個線程的用戶模式APC隊列中；
• KeInitializeApc 處理異步IO的設備驅動程序用這個函數來初始化APC對象（為struct KAPC類型)。如果函數參數NormalRoutine為NULL，那麼生成的是內核模式特殊APC對象；如果參數NormalRoutine為NULL且參數ApcMode的值是KernelMode，那麼生成的是內核模式常規APC對象；否則生成用戶模式APC對象。
• KeInsertQueueApc 把完成初始化的APC對象存放到目標線程的APC隊列中
• KiInsertQueueApc 實際完成插入到隊列中的操作
• KiDeliverApc 即操作系統APC派發器子程序。投遞一個掛起的（pending）APC到目標線程。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:在從內核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回調函數.