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C語言 執行緒臨界資源--critical section

阿新 • • 發佈：2019-02-18
簡介： 不論是硬體臨界資源，還是軟體臨界資源，多個執行緒必須互斥地對它進行訪問。 每個執行緒中訪問臨界資源的那段程式稱為臨界區（Critical Section）（臨界資源是一次僅允許一個執行緒使用的共享資源）。每次只准許一個執行緒進入臨界區，進入後不允許其他執行緒進入。不論是硬體臨界資源，還是軟體臨界資源，多個執行緒必須互斥地對它進行訪問。 多個執行緒中涉及到同一個臨界資源的臨界區稱為相關臨界區。 執行緒進入臨界區的排程原則是： ①如果有若干執行緒要求進入空閒的臨界區，一次僅允許一個執行緒進入。②任何時候，處於臨界區內的執行緒不可多於一個。如已有執行緒進入自己的臨界區，則其它所有試圖進入臨界區的執行緒必須等待。③進入臨界區的執行緒要在有限時間內退出，以便其它執行緒能及時進入自己的臨界區。④如果執行緒不能進入自己的臨界區，則應讓出CPU，避免執行緒出現“忙等”現象。
如果有多個執行緒試圖同時訪問臨界區，那麼在有一個執行緒進入後其他所有試圖訪問此臨界區的執行緒將被掛起，並一直持續到進入臨界區的執行緒離開。臨界區在被釋放後，其他執行緒可以繼續搶佔，並以此達到用原子方式操作共享資源的目的。 臨界區在使用時以CRITICAL_SECTION結構物件保護共享資源，並分別用EnterCriticalSection（）和LeaveCriticalSection（）函式去標識和釋放一個臨界區。所用到的CRITICAL_SECTION結構物件必須經過InitializeCriticalSection（）的初始化後才能使用，而且必須確保所有執行緒中的任何試圖訪問此共享資源的程式碼都處在此臨界區的保護之下。否則臨界區將不會起到應有的作用，共享資源依然有被破壞的可能。
例項： // 臨界區結構物件 CRITICAL_SECTION g_cs; // 共享資源 char g_cArray[10]; UINT ThreadProc10(LPVOID pParam) { // 進入臨界區 EnterCriticalSection(&g_cs); // 對共享資源進行寫入操作 for (int i = 0; i < 10; i++) { g_cArray = a; Sleep(1); } // 離開臨界區 LeaveCriticalSection(&g_cs); return 0; } UINT ThreadProc11(LPVOID pParam) { // 進入臨界區
EnterCriticalSection(&g_cs); // 對共享資源進行寫入操作 for (int i = 0; i < 10; i++) { g_cArray[10 - i - 1] = b; Sleep(1); } // 離開臨界區 LeaveCriticalSection(&g_cs); return 0; } …… void CSample08View::OnCriticalSection() { // 初始化臨界區 InitializeCriticalSection(&g_cs); // 啟動執行緒 AfxBeginThread(ThreadProc10, NULL); AfxBeginThread(ThreadProc11, NULL); // 等待計算完畢 Sleep(300); // 報告計算結果 CString sResult = CString(g_cArray); AfxMessageBox(sResult); } 注意： 在使用臨界區時，一般不允許其執行時間過長，只要進入臨界區的執行緒還沒有離開，其他所有試圖進入此臨界區的執行緒都會被掛起而進入到等待狀態，並會在一定程度上影響程式的執行效能。尤其需要注意的是不要將等待使用者輸入或是其他一些外界干預的操作包含到臨界區。如果進入了臨界區卻一直沒有釋放，同樣也會引起其他執行緒的長時間等待。換句話說，在執行了EnterCriticalSection（）語句進入臨界區後無論發生什麼，必須確保與之匹配的LeaveCriticalSection（）都能夠被執行到。可以通過新增結構化異常處理程式碼來確保LeaveCriticalSection（）語句的執行。雖然臨界區同步速度很快，但卻只能用來同步本程序內的執行緒，而不可用來同步多個程序中的執行緒。 CRITICAL_SECTION 所使用的標頭檔案<windows.h> 完！

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