1 引入

为什么会存在临界区这中机制呢?是为多线程同时访问全局变量而引入的。也就是上一篇帖子的末尾流出的问题程序的解决办法。

看懂了上面的,那么我们再罗嗦总结一下:

1.多线程访问全局变量时,存在线程安全问题。

2.局部变量不存在线程安全问题。

2 临界区的使用

2.1 创建CRITICAL_SECTION:

CRITICAL_SECTION cs;

2.2 在使用前进行初始化

InitializeCriticalSection(&cs);

2.3 在函数中使用

DWORD WINAPI 线程A(PVOID pvParam)
{
EnterCriticalSection(&cs); //对全局遍历X的操作 LeaveCriticalSection(&cs);
return(0);
} DWORD WINAPI 线程B(PVOID pvParam)
{
EnterCriticalSection(&g_cs); //对全局遍历X的操作 LeaveCriticalSection(&g_cs);
return(0);
}

2.4 删除CRITICAL_SECTION

VOID DeleteCriticalSection(PCRITICAL_SECTION pcs);//当线程不再试图访问共享资源时

3 CRITICAL_SECTION

3.1 结构

typedef struct _RTL_CRITICAL_SECTION {
PRTL_CRITICAL_SECTION_DEBUG DebugInfo;
LONG LockCount;
LONG RecursionCount;
HANDLE OwningThread;
HANDLE LockSemaphore;
DWORD SpinCount;
} RTL_CRITICAL_SECTION, *PRTL_CRITICAL_SECTION;

LockCount:

它被初始化为数值 -1

此数值等于或大于 0 时,表示此临界区被占用

等待获得临界区的线程数:LockCount - (RecursionCount -1)

RecursionCount:

此字段包含所有者线程已经获得该临界区的次数

OwningThread:

此字段包含当前占用此临界区的线程的线程标识符

此线程 ID 与GetCurrentThreadId 所返回的 ID 相同

3.2 测试代码

#include "stdafx.h"
#include <windows.h>
CRITICAL_SECTION cs; DWORD WINAPI ThreadProc1(LPVOID lpParameter)
{
for(int x=0;x<1000;x++)
{
EnterCriticalSection(&cs); Sleep(1000); printf("11111:%x %x %x\n",cs.LockCount,cs.RecursionCount,cs.OwningThread); LeaveCriticalSection(&cs); }
return 0;
} DWORD WINAPI ThreadProc2(LPVOID lpParameter)
{
for(int x=0;x<1000;x++)
{
EnterCriticalSection(&cs); Sleep(1000); printf("22222:%x %x %x\n",cs.LockCount,cs.RecursionCount,cs.OwningThread); LeaveCriticalSection(&cs); } return 0;
} DWORD WINAPI ThreadProc3(LPVOID lpParameter)
{
for(int x=0;x<1000;x++)
{
EnterCriticalSection(&cs); Sleep(1000); printf("33333:%x %x %x\n",cs.LockCount,cs.RecursionCount,cs.OwningThread); LeaveCriticalSection(&cs); } return 0;
} DWORD WINAPI ThreadProc4(LPVOID lpParameter)
{
for(int x=0;x<1000;x++)
{
EnterCriticalSection(&cs); Sleep(1000); printf("44444:%x %x %x\n",cs.LockCount,cs.RecursionCount,cs.OwningThread); LeaveCriticalSection(&cs); } return 0;
} int main(int argc, char* argv[])
{
InitializeCriticalSection(&cs); //printf("主线程:%x %x %x\n",cs.LockCount,cs.RecursionCount,cs.OwningThread); //创建一个新的线程
HANDLE hThread1 = ::CreateThread(NULL, 0, ThreadProc1,
NULL, 0, NULL); //创建一个新的线程
HANDLE hThread2 = ::CreateThread(NULL, 0, ThreadProc2,
NULL, 0, NULL); //创建一个新的线程
HANDLE hThread3 = ::CreateThread(NULL, 0, ThreadProc3,
NULL, 0, NULL); //创建一个新的线程
HANDLE hThread4 = ::CreateThread(NULL, 0, ThreadProc4,
NULL, 0, NULL); //如果不在其他的地方引用它 关闭句柄
::CloseHandle(hThread1);
::CloseHandle(hThread2);
::CloseHandle(hThread3);
::CloseHandle(hThread4); Sleep(1000*60*60); return 0;
}

4 使用时容易出错和造成程序不稳定的地方

4.1 怎样使用是合理的

场景1:

//1. 错误
DWORD WINAPI 线程A(PVOID pvParam)
{
EnterCriticalSection(&cs);
while(g_nIndex < MAX_TIMES)
{
//对全局遍历X的操作
}
LeaveCriticalSection(&cs);
return(0);
} DWORD WINAPI 线程B(PVOID pvParam)
{
EnterCriticalSection(&cs);
while(g_nIndex < MAX_TIMES)
{
//对全局遍历X的操作
}
LeaveCriticalSection(&cs);
return(0);
} //2. 正确
DWORD WINAPI 线程A(PVOID pvParam)
{ while(g_nIndex < MAX_TIMES)
{
EnterCriticalSection(&cs);
//对全局遍历X的操作
LeaveCriticalSection(&cs);
} return(0); DWORD WINAPI 线程B(PVOID pvParam)
{ while(g_nIndex < MAX_TIMES)
{
EnterCriticalSection(&cs);
//对全局遍历X的操作
LeaveCriticalSection(&cs);
} return(0);
}

场景2:

//1. 错误
DWORD WINAPI 线程A(PVOID pvParam)
{
EnterCriticalSection(&cs);
//代码xxxxxx
//代码xxxxxx //对全局遍历X的操作 //代码xxxxxx
//代码xxxxxx
LeaveCriticalSection(&cs);
} DWORD WINAPI 线程B(PVOID pvParam)
{
EnterCriticalSection(&cs);
//代码xxxxxx
//代码xxxxxx //对全局遍历X的操作 //代码xxxxxx
//代码xxxxxx
LeaveCriticalSection(&cs);
} //2. 正确
DWORD WINAPI 线程A(PVOID pvParam)
{
//代码xxxxxx
//代码xxxxxx
EnterCriticalSection(&cs);
//对全局遍历X的操作
LeaveCriticalSection(&cs);
//代码xxxxxx
//代码xxxxxx
} DWORD WINAPI 线程B(PVOID pvParam)
{
//代码xxxxxx
//代码xxxxxx
EnterCriticalSection(&cs);
//对全局遍历X的操作
LeaveCriticalSection(&cs);
//代码xxxxxx
//代码xxxxxx
}

场景3:

//错误。应该将所有X全局变量放入临界区,否则是没有意义的
DWORD WINAPI 线程A(PVOID pvParam)
{ //代码xxxxxx
//代码xxxxxx
EnterCriticalSection(&cs);
//对全局遍历X的操作
LeaveCriticalSection(&cs);
//代码xxxxxx
//代码xxxxxx } DWORD WINAPI 线程B(PVOID pvParam)
{ //代码xxxxxx
//代码xxxxxx //对全局遍历X的操作 //代码xxxxxx
//代码xxxxxx
}

4.2 应该有多少个CRITICAL_SECTION

全局变量X
全局变量Y
全局变量Z 线程1
DWORD WINAPI ThreadFunc(PVOID pvParam)
{
EnterCriticalSection(&g_cs);
使用X
使用Y
LeaveCriticalSection(&g_cs);
return(0);
} 线程2
DWORD WINAPI ThreadFunc(PVOID pvParam)
{
EnterCriticalSection(&g_cs);
使用X
使用Z
LeaveCriticalSection(&g_cs);
return(0);
} 线程3
DWORD WINAPI ThreadFunc(PVOID pvParam)
{
EnterCriticalSection(&g_cs);
使用Y
使用X
LeaveCriticalSection(&g_cs);
return(0);
}

解决方案:

CRITICAL_SECTION g_csX;
CRITICAL_SECTION g_csY;
CRITICAL_SECTION g_csZ; 线程1
DWORD WINAPI ThreadFunc(PVOID pvParam)
{
EnterCriticalSection(&g_csX);
使用X
LeaveCriticalSection(&g_csX);
EnterCriticalSection(&g_csY);
使用Y
LeaveCriticalSection(&g_csY); return(0);
} 线程2
DWORD WINAPI ThreadFunc(PVOID pvParam)
{
EnterCriticalSection(&g_csX);
使用X
LeaveCriticalSection(&g_csX);
EnterCriticalSection(&g_csZ);
使用Z
LeaveCriticalSection(&g_csZ); return(0);
} 线程3
DWORD WINAPI ThreadFunc(PVOID pvParam)
{
EnterCriticalSection(&g_csX);
使用X
LeaveCriticalSection(&g_csX);
return(0);
}

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