04原子操作

Windows 多线程之原子操作

1. 原子操作

​ 一个操作如果能够不受中断地完成，我们称之为原子操作。

#include <Windows.h>
#include <stdio.h>

const unsigned int THREAD_NUM = 100;
unsigned int g_Count = 0;
DWORD WINAPI  ThreadFunc(LPVOID);

int main()
{
	HANDLE hThread[THREAD_NUM];
	for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++)
	{
		hThread[i] = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, 0, 0, NULL); // 创建线程
		Sleep(10);
	}
	WaitForMultipleObjects(THREAD_NUM, hThread, true, INFINITE);    //一直等待，直到所有子线程全部返回
	printf(" 总共 %d 个线程给 g_Count 的值加一，现在 g_Count = %d\n", THREAD_NUM, g_Count);
	return 0;
}

DWORD WINAPI  ThreadFunc(LPVOID p)
{
	Sleep(100);
	g_Count++;

	return 0;
}

执行结果如下：

​ 这里明明有 100 个线程，每个线程中对全局变量 g_Count 都加 1，结果应该是 100 才对，但是为什么是 94 呢？问题的根源在与 g_Count++; 这条语句上，在程序执行过程中，其实这一条语句被转换成三条汇编指令。如果在这三条汇编语句执行过程中发生了线程切换，这就容易造成某次的递加没有真正被执行，所有最终的结果就成了 94。

​ 因此在多线程环境中对一个变量进行读写时，我们需要有一种方法保证对一个值的递增操作时原子操作 —— 即这个操作不可以被打断，一个线程在执行原子操作时，其他线程必须等待它完成之后才能开始执行该原子操作。