网络编程第5讲：线程同步机制.pdfVIP

网络编程 – 第五讲 线程同步机制 主要内容： 第一部分 线程同步概述 第二部分 线程同步方法 临界区对象 第三部分 线程同步方法 事件对象 第四部分 线程同步方法 互斥对象 第五部分 线程同步方法四 信号量Semaphore 网络编程 – 第五讲 第一部分 线程同步概述：必要性、示例和实现方法 1.1 必要性 同步就是协同步调，即按预定的先后次序运行。多线程编程过程中，一些敏 感数据不允许被多个线程同时访问，此时就必须同步访问技术，保证数据在任何 时刻最多只有一个线程访问。否则程序将失去封闭性和可再现性，程序运行的结 果可能不是我们所需要的。 回忆上节课所讲的多线程阻塞模式编程的Server端，我们利用pParam所表 示的内存空间向线程函数传递参数(pParam)，显然这个内存空间是被多个线程 所共享的，有可能出现多个线程同时访问该参数空间而导致程序运行秩序的混 乱。（课堂上的程序演示中因为线程数量不多的原因，程序并未出现混乱。） 此外，还有另一个更为直观的例子：如果我们希望在程序中添加一个变量 counter来记录Server端的活动线程数量，则该变量必将被所有线程不定时地 读取并改写。 只有保证线程对这些临界资源的互斥访问，才能得到健壮的、正确的程序， 这就需要线程同步机制。 1.2 线程同步示例 见附录A 1.3 线程同步方法和比较 线程的同步可分用户模式和内核对象两大类： 用户模式的线程同步方法主要有原子访问和临界区等方法。其特点是同步速 度特别快，适合于对线程运行速度有严格要求的场合。 内核对象的线程同步则主要由事件、等待定时器、信号量等内核对象构成。 网络编程 – 第五讲 由于这种同步机制使用了内核对象，使用时必须将线程从用户模式切换到内核模 式，而这种转换一般要耗费近千个CPU 周期，因此同步速度较慢，但在适用性 上却要远优于用户模式的线程同步方式。 本课主要介绍如下几种线程同步方法： (1) 临界区对象 (2) 事件对象 (3) 互斥对象 (4) 信号量Semaphore 网络编程 – 第五讲 第二部分 线程同步方法 临界区对象 2.1 临界资源及访问方式 临界资源是一次仅允许一个线程使用的共享资源。每个线程中访问临界资源 的代码区域称为临界区(Critical Section)。每次只准许一个线程进入临界区，进入 后不允许其他线程进入。 如果有多个线程试图同时访问临界区，那么在有一个线程进入后其他所有试 图访问此临界区的线程将阻塞，一直持续到进入临界区的线程离开。临界区被释 放后，其他线程可以继续抢占，并以此达到共享资源的目的。 2.2 线程同步方法 2.2.1WINAPI 函数方法 CRITICAL_SECTION 是在windows.h 中定义的用来表征临界区的一个结构 体，利用该结构体定义临界区对象之后，可调用WINAPI 函数实现对临界资源的 互斥访问。步骤如下： （1） 定义临界区对象 （2） 初始化临界区对象 （3） 进入临界区 （4） 离开临界区 （5） 删除临界区。 2.2.2 MFC 临界区类CCriticalSection 使用步骤如下： （1） 定义临界区对象 （2） 进入临界区 （3） 离开临界区 网络编程 – 第五讲 2.3 四个WINAPI 函数 2.3.1 InitializeCriticalSection() void InitializeCriticalSection (LPCRITICAL_SECTION lpCriticalSection); 说明：初始化临界区对象，定义临界区对象后必须初始化后才能使用。 若有：CRITICAL_SECTION section;