由于需要在多線程中并發(fā)操作臨界數(shù)據(jù)，為了保證臨界數(shù)據(jù)操作的完整性，Linux下使用鎖(Linux下鎖可以看我的這篇博客Linux 互斥鎖 遞歸鎖 自旋鎖 讀寫鎖)，而在Windows下，使用的是臨界區(qū)。

每個(gè)線程中訪問臨界資源的那段程序稱為臨界區(qū)（Critical Section）（臨界資源是一次僅允許一個(gè)線程使用的共享資源）。每次只準(zhǔn)許一個(gè)線程進(jìn)入臨界區(qū)，進(jìn)入后不允許其他線程進(jìn)入。不論是硬件臨界資源，還是軟件臨界資源，多個(gè)線程必須互斥地對它進(jìn)行訪問。在說臨界區(qū)之前，我們先講下同步和互斥，以理解為什么需要臨界區(qū)。

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同步和互斥機(jī)制

• 基本概念

同步和互斥的概念有時(shí)候很容易混淆，可以簡單地認(rèn)為同步是更加宏觀角度的一種說法，互斥是沖突解決的細(xì)節(jié)方法。所謂同步就是調(diào)度者讓任務(wù)按照約定的合理的順序進(jìn)行，但是當(dāng)任務(wù)之間出現(xiàn)資源競爭，也就是競態(tài)沖突時(shí)，使用互斥的規(guī)則強(qiáng)制約束允許數(shù)量的任務(wù)占用資源，從而解決各個(gè)競爭狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)的合理運(yùn)行。

同步和互斥密不可分，有資料說互斥是一種特殊的同步，對此我不太理解，不過實(shí)際中想明白細(xì)節(jié)就行，文字游戲沒有意義。

簡單來說:

• 同步與互斥機(jī)制是用于控制多個(gè)任務(wù)對某些特定資源的訪問策略
• 同步是控制多個(gè)任務(wù)按照一定的規(guī)則或順序訪問某些共享資源
• 互斥是控制某些共享資源在任意時(shí)刻只能允許規(guī)定數(shù)量的任務(wù)訪問
• 角色分類

整個(gè)協(xié)調(diào)流程涉及的角色本質(zhì)上只有三類:

• 不可獨(dú)占的共享資源
• 多個(gè)使用者
• 調(diào)度者

調(diào)度者需要為多個(gè)運(yùn)行任務(wù)制定訪問使用規(guī)則來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，這個(gè)調(diào)度者可以是內(nèi)核、可以是應(yīng)用程序，具體場景具體分析。

• 重要術(shù)語

要很好地理解同步和互斥，就必須得搞清楚幾個(gè)重要術(shù)語:

• 競爭冒險(xiǎn)(race hazard)或競態(tài)條件(race condition）

最早聽說這個(gè)術(shù)語是在模電數(shù)電的課程上，門電路出現(xiàn)競態(tài)條件造成錯(cuò)誤的結(jié)果，在計(jì)算機(jī)里面就是多個(gè)使用者同時(shí)操作共享的變量造成結(jié)果的不確定。

• 臨界區(qū)

臨界區(qū)域critical section是指多使用者可能同時(shí)共同操作的那部分代碼，比如自加自減操作，多個(gè)線程處理時(shí)就需要對自加自減進(jìn)行保護(hù)，這段代碼就是臨界區(qū)域。

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?臨界區(qū)(Critical Section)

Linux下有遞歸鎖，遞歸鎖是同一個(gè)線程在不解鎖的情況下，可以多次獲取鎖定同一個(gè)遞歸鎖，而且不會產(chǎn)生死鎖。windows下的互斥量和臨界區(qū)（關(guān)鍵段）默認(rèn)支持遞歸鎖。

• void InitializeCriticalSection(? LPCRITICAL_SECTION?lpCriticalSection);初始化一個(gè)臨界區(qū)對象

• void DeleteCriticalSection(_Inout_ LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection);刪除臨界區(qū)對象釋放由該對象使用的所有系統(tǒng)資源

• void EnterCriticalSection( LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection );//進(jìn)入臨界區(qū)，相當(dāng)于Linux下lock

• void LeaveCriticalSection( LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection );//刪除臨界區(qū)，相當(dāng)于Linux下unlock

#include <Windows.h> #include <iostream> #include <string> ? int counter = 0; ? // 定義一個(gè)臨界區(qū)變量 CRITICAL_SECTION g_cs; ? void doit(void* arg) {int i, val;for (i=0; i<5000; i++){// 臨界區(qū)默認(rèn)支持遞歸鎖，所以這里在臨界區(qū)里再次進(jìn)入臨界區(qū)也沒關(guān)系，正常使用調(diào)用一次即可EnterCriticalSection(&g_cs);EnterCriticalSection(&g_cs); ?val = counter;printf("thread %d : %d\n", int(arg), val+1);counter = val + 1; ?// 離開臨界區(qū)LeaveCriticalSection(&g_cs);LeaveCriticalSection(&g_cs);} } ? int main(int argc, char*argv[]) {// 初始化臨界區(qū)InitializeCriticalSection(&g_cs); ?HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL,0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)doit, (void*)1, 0, NULL);HANDLE hTrehad2 = CreateThread(NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)doit, (void*)2, 0, NULL); ?WaitForSingleObject(hThread1, INFINITE);WaitForSingleObject(hTrehad2, INFINITE); ?// 刪除臨界區(qū)DeleteCriticalSection(&g_cs); ?return 0; }

使用臨界區(qū)加1次鎖和2次鎖，均可以正確的輸出1~10000。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Windows 临界区(CRITICAL_SECTION)的使用的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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