windows多线程同步--临界区

推荐参考博客：秒杀多线程第五篇 经典线程同步 关键段CS

 

关于临界区的观念，一般操作系统书上面都有。

适用范围：它只能同步一个进程中的线程，不能跨进程同步。一般用它来做单个进程内的代码快同步,效率比较高

windows中与临界区有关的结构是 CRITICAL_SECTION，关于该结构体的内部结构可参考here

使用时，主线程中要先初始化临界区，最后要删除临界区，具体使用见下面代码：

                                                                              本文地址

从一个例子来说明：假设有三个线程都需要使用打印机，我们可以把打印的代码放到临界区，这样就可以保证每次只有一个线程在使用打印机。

 

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

 //定义一个临界区
 CRITICAL_SECTION g_cs;

//线程绑定的函数返回值和参数是确定的，而且一定要__stdcall
unsigned __stdcall threadFun(void *param)
{
    EnterCriticalSection(&g_cs);//进入临界区，如果有其他线程则等待
    cout<<*(string *)(param)<<endl;
    LeaveCriticalSection(&g_cs);//退出临界区，其他线程可以进来了
    return 1;
}


int main()
{
    //初始化临界区
    InitializeCriticalSection(&g_cs);

    HANDLE hth1, hth2, hth3;
    string s1 = "first", s2 = "second", s3 = "third";

    //创建线程
    hth1 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFun, &s1, 0, NULL);
    hth2 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFun, &s2, 0, NULL);
    hth3 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFun, &s3, 0, NULL);

    //等待子线程结束
    WaitForSingleObject(hth1, INFINITE);
    WaitForSingleObject(hth2, INFINITE);
    WaitForSingleObject(hth3, INFINITE);

    //一定要记得关闭线程句柄
    CloseHandle(hth1);
    CloseHandle(hth2);
    CloseHandle(hth3);

    //删除临界区
    DeleteCriticalSection(&g_cs);
}

 

再看另外一个问题:编写一个程序，开启3个线程，这3个线程的ID分别为A、B、C，每个线程将自己的ID在屏幕上打印10遍，要求输出结果必须按ABC的顺序显示；如：ABCABC….依次递推, 仿照文章windows多线程同步--信号量中的代码，我们把信号量替换成临界区。

 #include<string>
 #include<iostream>
 #include<process.h>
 #include<windows.h>
 using namespace std;
 //声明3个临界区
CRITICAL_SECTION  g_cs1, g_cs2, g_cs3;

//线程绑定的函数返回值和参数是确定的，而且一定要__stdcall
unsigned __stdcall threadFunA(void *)
{
    for(int i = 0; i < 10; i++){
        EnterCriticalSection(&g_cs1);//进入临界区
        cout<<"A";
        LeaveCriticalSection(&g_cs2);//离开临界区
    }
    return 1;
}
unsigned __stdcall threadFunB(void *)
{
    for(int i = 0; i < 10; i++){
        EnterCriticalSection(&g_cs2);//进入临界区
        cout<<"B";
        LeaveCriticalSection(&g_cs3);//离开临界区
    }
    return 2;
}
unsigned __stdcall threadFunC(void *)
{
    for(int i = 0; i < 10; i++){
        EnterCriticalSection(&g_cs3);//进入临界区
        cout<<"C";
        LeaveCriticalSection(&g_cs1);//离开临界区
    }
    return 3;
}


int main()
{
    //初始化临界区
    InitializeCriticalSection(&g_cs1);
    InitializeCriticalSection(&g_cs2);
    InitializeCriticalSection(&g_cs3);

    HANDLE hth1, hth2, hth3;

    //创建线程
    hth1 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFunA, NULL, 0, NULL);
    hth2 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFunB, NULL, 0, NULL);
    hth3 = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 0, threadFunC, NULL, 0, NULL);

    //等待子线程结束
    WaitForSingleObject(hth1, INFINITE);
    WaitForSingleObject(hth2, INFINITE);
    WaitForSingleObject(hth3, INFINITE);

    //一定要记得关闭线程句柄
    CloseHandle(hth1);
    CloseHandle(hth2);
    CloseHandle(hth3);

    //删除临界区
    DeleteCriticalSection(&g_cs1);
    DeleteCriticalSection(&g_cs2);
    DeleteCriticalSection(&g_cs3);
}

 

为什么会这样呢，因为临界区有所有权的概念，即某个线程进入临界区后，就拥有该临界区的所有权，在他离开临界区之前，他可以无限次的再次进入该临界区，上例中线程A获得临界区1的所有权后，在线程C调用LeaveCriticalSection(&g_cs1)之前，A是可以无限次的进入临界区1的。利用信号量之所以可以实现题目的要求，是因为信号量没有所有权的概念，某个线程获得信号量后，如果信号量的值为0，那么他一定要等到信号量被释放时，才能再次获得

关于临界区的详细解释清参考秒杀多线程第五篇 经典线程同步 关键段CS

 

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