在多執行緒存在的環境中，除了堆疊中的臨時資料之外，所有的資料都是共享的。如果我們需要執行緒之間正確地執行，那麼務必需要保證公共資料的執行和計算是正確的。簡單一點說，就是保證資料在執行的時候必須是互斥的。否則，如果兩個或者多個執行緒在同一時刻對資料進行了操作，那麼後果是不可想象的。

　　保證多執行緒之間的資料訪問互斥，有以下四類方法：

　　（1）關中斷

　　（2）數學互斥方法

　　（3）作業系統提供的互斥方法

　　（4）CPU原子操作

　　下面針對這四種方法進行詳細說明：

（1）關中斷

　　既然多執行緒之間的中斷切換會導致訪問同一資料的不同步，那麼關閉執行緒中斷切換肯定能過避免這個問題。而且，Intel X86系列CPU中確實存在這樣的關閉中斷指令。參照如下程式碼：

#include <stdio.h>  
int main()  
{  
    __asm{  
        cli  
        sti  
    }  
    return 1;  
}

　　其中cli是關中斷，sti是開中斷。這段程式碼沒有什麼問題，可以編過，當然也可以生成執行檔案。但是在執行的時候會出現一個異常告警：Unhandled exception in test.exe: 0xC0000096:  Privileged Instruction。告警已經說的很清楚了，這是一個特權指令。只有系統或者核心本身才可以使用這個指令。

    不過，大家也可以想象一下。因為平常我們編寫的程式都是應用級別的程式，要是每個程式都是用這些程式碼，那不亂了套了。比如說，你不小心安裝一個低質量的軟體，說不定什麼時候把你的中斷關了，這樣你的網路就斷了，你的輸入就沒有迴應了，你的音樂什麼都沒有了，這樣的環境你受的了嗎？應用層的軟體是千差萬別的，軟體的水平也是參差不齊的，所以系統不可能相信任何一個私有軟體，它相信的只是它自己。簡單來說，作為應用程式開發，這個方法肯定是不可取的。

（2）資料方法

　　通過某個數學演算法，可以確保不同的執行緒之間只可能其中一個訪問某個資料。例如有兩個執行緒操作同一個變數，可以採用如下演算法：

unsigned int flag[2] = {0};
unsigned int turn = 0;

void process(unsigned int index)
{
    flag[index] = 1;
    turn =  1 - index;

    while(flag[1 - index] && (turn == (1 - index)));
    do_something();
    flag[index] 
 
= 0;
}

　　其實，學過作業系統的朋友都知道，上面的演算法其實就是Peterson演算法，可惜它只能用於兩個執行緒的資料互斥。當然，這個演算法還可以推廣到更多執行緒之間的互斥，那就是bakery演算法。但是數學演算法有兩個缺點：

    a）佔有空間多，兩個執行緒就要flag佔兩個單位空間，那麼n個執行緒就要n個flag空間；

    b）程式碼編寫複雜，考慮的情況比較複雜。

（3）作業系統提供的互斥方法

　　系統提供的互斥演算法其實是我們平時開發中用的最多的互斥工具。就拿windows來說，關於互斥的工具就有臨界區、互斥量、訊號量等等。這類演算法有一個特點，那就是都是依據系統提高的互斥資源，那麼系統又是怎麼完成這些功能的呢？其實也不難。

　　舉一個最簡單的系統鎖實現方法：

void Lock(HANDLE hLock)
{
    __asm {cli};

    while(1){
        if(/* 鎖可用*/){
            /* 設定標誌，表明當前鎖已被佔用 */
            __asm {sti};
            return;
        }

        __asm{sti};
        schedule();
        __asm{cli};
    }
}

void UnLock(HANDLE hLock)
{
    __asm {cli};
    /* 設定標誌， 當前鎖可用 */
    __asm{sti};
}

　　從程式碼中可以看出，採用的CPU的中斷關閉與開啟指令就能夠實現一個簡單的系統鎖。不過這個例子沒有考慮就緒執行緒的壓棧等問題，實際情況會更加複雜些。

（4）CPU原子操作

　　在多執行緒中經常會涉及到一個經常用到而又非常簡單的計算操作，這個時候使用互斥量、訊號量等實現互斥操作顯得不划算。因此，CPU廠商將一些常用的操作設計成原子指令，在Windows系統中也稱之為原子鎖。常用的原子操作包括：

InterLockedAdd
InterLockedExchange
InterLockedCompareExchange
InterLockedIncrement
InterLockedDecrement
InterLockedAnd
InterLockedOr