很多人對(duì)CRITICAL_SECTION的理解是錯(cuò)誤的,認(rèn)為CRITICAL_SECTION是鎖定了資源,其實(shí),CRITICAL_SECTION是不能夠“鎖定”資源的,它能夠完成的功能,是同步不同線程的代碼段。簡單說,當(dāng)一個(gè)線程執(zhí)行了EnterCritialSection之后,cs里面的信息便被修改了,以指明哪一個(gè)線程占用了它。而此時(shí),并沒有任何資源被“鎖定”。不管什么資源,其它線程都還是可以訪問的(當(dāng)然,執(zhí)行的結(jié)果可能是錯(cuò)誤的)。只不過,在這個(gè)線程尚未執(zhí)行LeaveCriticalSection之前,其它線程碰到EnterCritialSection語句的話,就會(huì)處于等待狀態(tài),相當(dāng)于線程被掛起了。 這種情況下,就起到了保護(hù)共享資源的作用。
也正由于CRITICAL_SECTION是這樣發(fā)揮作用的,所以,必須把每一個(gè)線程中訪問共享資源的語句都放在EnterCritialSection和LeaveCriticalSection之間。這是初學(xué)者很容易忽略的地方。
當(dāng)然,上面說的都是對(duì)于同一個(gè)CRITICAL_SECTION而言的。 如果用到兩個(gè)CRITICAL_SECTION,比如說:
第一個(gè)線程已經(jīng)執(zhí)行了EnterCriticalSection(&cs)并且還沒有執(zhí)行LeaveCriticalSection(&cs),這時(shí)另一個(gè)線程想要執(zhí)行EnterCriticalSection(&cs2),這種情況是可以的(除非cs2已經(jīng)被第三個(gè)線程搶先占用了)。 這也就是多個(gè)CRITICAL_SECTION實(shí)現(xiàn)同步的思想。
比如說我們定義了一個(gè)共享資源dwTime[100],兩個(gè)線程ThreadFuncA和ThreadFuncB都對(duì)它進(jìn)行讀寫操作。當(dāng)我們想要保證dwTime[100]的操作完整性,即不希望寫到一半的數(shù)據(jù)被另一個(gè)線程讀取,那么用CRITICAL_SECTION來進(jìn)行線程同步如下:
第一個(gè)線程函數(shù):
DWORD WINAPI ThreadFuncA(LPVOID lp)
{
EnterCriticalSection(&cs);
...
// 操作dwTime
...
LeaveCriticalSection(&cs);
return 0;
}
寫出這個(gè)函數(shù)之后,很多初學(xué)者都會(huì)錯(cuò)誤地以為,此時(shí)cs對(duì)dwTime進(jìn)行了鎖定操作,dwTime處于cs的保護(hù)之中。一個(gè)“自然而然”的想法就是——cs和dwTime一一對(duì)應(yīng)上了。 這么想,就大錯(cuò)特錯(cuò)了。dwTime并沒有和任何東西對(duì)應(yīng),它仍然是任何其它線程都可以訪問的。
如果你像如下的方式來寫第二個(gè)線程,那么就會(huì)有問題:
DWORD WINAPI ThreadFuncB(LPVOID lp)
{
...
// 操作dwTime
...
return 0;
}
當(dāng)線程ThreadFuncA執(zhí)行了EnterCriticalSection(&cs),并開始操作dwTime[100]的時(shí)候,線程ThreadFuncB可能隨時(shí)醒過來,也開始操作dwTime[100],這樣,dwTime[100]中的數(shù)據(jù)就被破壞了。
為了讓CRITICAL_SECTION發(fā)揮作用,我們必須在訪問dwTime的任何一個(gè)地方都加上EnterCriticalSection(&cs)和LeaveCriticalSection(&cs)語句。所以,必須按照下面的方式來寫第二個(gè)線程函數(shù):
DWORD WINAPI ThreadFuncB(LPVOID lp)
{
EnterCriticalSection(&cs);
...
// 操作dwTime
...
LeaveCriticalSection(&cs);
return 0;
}
這樣,當(dāng)線程ThreadFuncB醒過來時(shí),它遇到的第一個(gè)語句是EnterCriticalSection(&cs),這個(gè)語句將對(duì)cs變量進(jìn)行訪問。如果這個(gè)時(shí)候第一個(gè)線程仍然在操作dwTime[100],cs變量中包含的值將告訴第二個(gè)線程,已有其它線程占用了cs。因此,第二個(gè)線程的EnterCriticalSection(&cs)語句將不會(huì)返回,而處于掛起等待狀態(tài)。直到第一個(gè)線程執(zhí)行了LeaveCriticalSection(&cs),第二個(gè)線程的EnterCriticalSection(&cs)語句才會(huì)返回,并且繼續(xù)執(zhí)行下面的操作。
這個(gè)過程實(shí)際上是通過限制有且只有一個(gè)函數(shù)進(jìn)入CriticalSection變量來實(shí)現(xiàn)代碼段同步的。簡單地說,對(duì)于同一個(gè)CRITICAL_SECTION,當(dāng)一個(gè)線程執(zhí)行了EnterCriticalSection而沒有執(zhí)行LeaveCriticalSection的時(shí)候,其它任何一個(gè)線程都無法完全執(zhí)行EnterCriticalSection而不得不處于等待狀態(tài)。
再次強(qiáng)調(diào)一次,沒有任何資源被“鎖定”,CRITICAL_SECTION這個(gè)東東不是針對(duì)于資源的,而是針對(duì)于不同線程間的代碼段的!我們能夠用它來進(jìn)行所謂資源的“鎖定”,其實(shí)是因?yàn)槲覀冊(cè)谌魏卧L問共享資源的地方都加入了EnterCriticalSection和LeaveCriticalSection語句,使得同一時(shí)間只能夠有一個(gè)線程的代碼段訪問到該共享資源而已(其它想訪問該資源的代碼段不得不等待)。
如果是兩個(gè)CRITICAL_SECTION,就以此類推。
再舉個(gè)極端的例子,可以幫助你理解CRITICAL_SECTION這個(gè)東東:
第一個(gè)線程函數(shù):
DWORD WINAPI ThreadFuncA(LPVOID lp)
{
EnterCriticalSection(&cs);
for(int i=0;i <1000;i++)
Sleep(1000);
LeaveCriticalSection(&cs);
return 0;
}
第二個(gè)線程函數(shù):
DWORD WINAPI ThreadFuncB(LPVOID lp)
{
EnterCriticalSection(&cs);
index=2;
LeaveCriticalSection(&cs);
return 0;
}
這種情況下,第一個(gè)線程中間總共Sleep了1000秒鐘!它顯然沒有對(duì)任何資源進(jìn)行什么“有意識(shí)”的保護(hù);而第二個(gè)線程是要訪問資源index的,但是由于第一個(gè)線程占用了cs,一直沒有Leave,而導(dǎo)致第二個(gè)線程不得不登上1000秒鐘……
第二個(gè)線程,真是可憐哪。。。
這個(gè)應(yīng)該很說明問題了,你會(huì)看到第二個(gè)線程在1000秒鐘之后開始執(zhí)行index=2這個(gè)語句。
也就是說,CRITICAL_SECTION其實(shí)并不理會(huì)你關(guān)心的具體共享資源,它只按照自己的規(guī)律辦事~