用戶模式下的线程同步.docxVIP

第8章用户方式中线程的同步系统中的所有线程都必须拥有对各种系统资源的访问权，这些资源包括内存堆栈，串口，文件，窗口和许多其他资源。如果一个线程需要独占对资源的访问权，那么其他线程就无法完成它们的工作。反过来说，也不能让任何一个线程在任何时间都能访问所有的资源。如果在一个线程从内存块中读取数据时，另一个线程却想要将数据写入同一个内存块，那么这就像你在读一本书时另一个人却在修改书中的内容一样。这样，书中的内容就会被搞得乱七八糟，结果什么也看不清楚。线程需要在下面两种情况下互相进行通信：? 当有多个线程访问共享资源而不使资源被破坏时。? 当一个线程需要将某个任务已经完成的情况通知另外一个或多个线程时。线程的同步包括许多方面的内容，下面几章将分别对它们进行介绍。值得高兴的是，Wi n d o w s提供了许多方法，可以非常容易地实现线程的同步。但是，要想随时了解一连串的线程想要做什么，那是非常困难的。我们的头脑的工作不是异步的，我们希望以一种有序的方式来思考许多事情，每次前进一步。不过多线程环境不是这样运行的。我是在大约1 9 9 2年的时候开始从事多线程的编程工作的。最初，我犯过许多编程错误，在我出版的书籍和杂志文章中实际上都存在着与线程同步相关的错误。现在我的编程工作熟练了许多，但是并未做到完美无缺。希望本书中的全部内容不存在任何错误（尽管现在我知道我可以做得更好些）。要搞好线程的同步，唯一的办法是通过实践。下面几章将要介绍系统是如何运行的，并展示如何实现线程的正确同步，不过应该面对这样一个问题：即取得经验的同时，难免要犯错误。8.1 原子访问：互锁的函数家族线程同步问题在很大程度上与原子访问有关，所谓原子访问，是指线程在访问资源时能够确保所有其他线程都不在同一时间内访问相同的资源。让我们来看一看下面这个简单例子：//Define a global variable.long g_x = 0;DWORD WINAPI ThreadFunc1(PVOID pvParam) { g_x++; return(0);}DWORD WINAPI ThreadFunc2(PVOID pvParam) { g_x++; return(0);}在这个代码中，声明了一个全局变量g _ x，并将它初始化为0。现在，假设创建两个线程，一个线程执行T h r e a d F u n c 1，另一个线程执行T h r e a d F u n c 2。这两个函数中的代码是相同的，它们都将1添加给全局变量g _ x。因此，当两个线程都停止运行时，你可能希望在g _ x中看到2这个值。但是你真的看到了吗？回答是，也许看到了。根据代码的编写方法，你无法说明g _ x中最终包含了什么东西。下面我们来说明为什么会出现这种情况。假设编译器生成了下面这行代码，以便将g _ x递增1：MOV EAX, [g_x] ;Move the value in g_x into a register.INC EAX ;Increment the value in the register.MOV [g_x], EAX ;Store the new value back in g_x.两个线程不可能在完全相同的时间内执行这个代码。因此，如果一个线程在另一个线程的后面执行这个代码，那么下面就是实际的执行情况：MOV EAX, [g_x] ;Thread 1: Move 0 into a register.INC EAX ;Thread 1: Increment the register to 1.MOV [g_x], EAX ;Thread 1: Store 1 back in g_x.MOV EAX, [g_x] ;Thread 2: Move 1 into a register.INC EAX ;Thread 2: Increment the register to 2.MOV [g_x], EAX ;Thread 2: Store 2 back in g_x.当两个线程都将g _ x的值递增之后， g _ x中的值就变成了2。这很好，并且正是我们希望的：即取出零（ 0），两次将它递增1，得出的值为2。太好了。不过不要急，Wi n d o w s是个抢占式多线程环境。一个线程可以随时中断运行，而另一个线程则可以随时继续执行。这样，上面的代码就无法完全按编写的那样来运行。它可能按下面的形式运行：MOV EAX, [g_x] ;Thread 1: Move 0 into a register.INC EAX