windows多线程--原子操作

推荐参考博客：秒杀多线程第三篇 原子操作 Interlocked系列函数

原子操作 VS 非原子操作

原子操作就是不会被线程调度机制打断的操作，这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何线程切换。                                          本文地址

首先从一个简单的例子来看，1000个线程同时对一个全局变量（初始化为0）做++操作，最后我们期望的这个变量的值是1000，但是有时候结果却事与愿违：

 #include<string>
 #include<iostream>
 #include<process.h>
 #include<windows.h>
 using namespace std;

volatile int g_cnt;

unsigned __stdcall threadFun(void *param)
{
    g_cnt++;
    return 0;
}

int main()
{
    for(int j = 0; j < 100; j++)
    {
        g_cnt = 0;
        const int threadNum = 1000;
        HANDLE hth[threadNum];

        for(int i = 0; i < threadNum; i++)
            hth[i] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFun, NULL, 0, NULL);

        //注意WaitForMultipleObjects每次最多等待MAXIMUM_WAIT_OBJECTS个object；
        //也可以调用1000次WaitForSingleObject
        int k = threadNum / MAXIMUM_WAIT_OBJECTS;
        for(int i = 0; i < k; i++)
            WaitForMultipleObjects(MAXIMUM_WAIT_OBJECTS,
                                   &hth[i*MAXIMUM_WAIT_OBJECTS],
                                   TRUE, INFINITE);
        if(threadNum % MAXIMUM_WAIT_OBJECTS != 0)
            WaitForMultipleObjects(threadNum % MAXIMUM_WAIT_OBJECTS,
                                   &hth[k*MAXIMUM_WAIT_OBJECTS],
                                   TRUE, INFINITE);

        for(int i = 0; i < threadNum; i++)
            CloseHandle(hth[i]);

        if(g_cnt != 1000)
            cout<<"the value of g_cnt: "<<g_cnt<<endl;
    }
}

为什么会这样呢，因为g_cnt++不是一个原子操作，在vs2010中查看反汇编代码为：

对于++操作，编译器把它分为三步：1、从内存中吧g_cnt的值读到寄存器eax，2、eax中的值+1， 3、把eax中的值写会内存

如果有两个线程，线程1执行到第二条语句时，线程2开始执行，那么线程2获取的g_cnt的值还是原来的0（因为线程1还没有执行低三条语句来写回内存），最后g_cnt的值就是1，而不是期望的2；

windows系统提供给了一些函数来保证某些操作的原子性：

LONG __cdecl InterlockedIncrement(LONG volatile* Addend); //变量加1

LONG __cdecl InterlockedDecrement(LONG volatile* Addend);//变量减1

LONG __cdec InterlockedExchangeAdd(LONG volatile* Addend, LONG Value);//变量加上value

LONG __cdecl InterlockedExchange(LONG volatile* Target, LONG Value);//将value的值 赋值 给target指向的变量

以上列出的函数是针对32位的LONG数据的，如果是64位的数据，有其对应的函数，具体可以参考 msdn 列出的所有原子操作函数

针对上面的问题，我们可以把g_cnt++; 改为 InterlockedIncrement((LONG volatile *)&g_cnt);

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