C#中四种进程或线程同步互斥的控制方法（一）

C#中四种进程或线程同步互斥的控制方法（一）

ZDNET安全频道时间：2008-09-01作者：巧巧读书 | 巧巧读书
本文关键词：进程 系统进程 进程管理

　　很想整理一下自己对进程线程同步互斥的理解。正巧周六一个刚刚回到学校的同学请客吃饭。在吃饭的过程中，有两个同学，为了一个问题争论的面红耳赤。一个认为.Net下的进程线程控制模型更加合理。一个认为Java下的线程池策略比.Net的好。大家的话题一下转到了进程线程同步互斥的控制问题上。回到家，想了想就写了这个东东。

　　现在流行的进程线程同步互斥的控制机制，其实是由最原始最基本的4种方法实现的。由这4种方法组合优化就有了.Net和Java下灵活多变的，编程简便的线程进程控制手段。

　　这4种方法具体定义如下 在《操作系统教程》ISBN 7-5053-6193-7 一书中可以找到更加详细的解释

　　1临界区:通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。

　　2互斥量:为协调共同对一个共享资源的单独访问而设计的。

　　3信号量:为控制一个具有有限数量用户资源而设计。

　　4事 件:用来通知线程有一些事件已发生，从而启动后继任务的开始。

　　临界区（Critical Section）

　　保证在某一时刻只有一个线程能访问数据的简便办法。在任意时刻只允许一个线程对共享资源进行访问。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被挂起，并一直持续到进入临界区的线程离开。临界区在被释放后，其他线程可以继续抢占，并以此达到用原子方式操作共享资源的目的。

　　临界区包含两个操作原语： EnterCriticalSection（） 进入临界区 LeaveCriticalSection（） 离开临界区

　　EnterCriticalSection（）语句执行后代码将进入临界区以后无论发生什么，必须确保与之匹配的LeaveCriticalSection（）都能够被执行到。否则临界区保护的共享资源将永远不会被释放。虽然临界区同步速度很快，但却只能用来同步本进程内的线程，而不可用来同步多个进程中的线程。

　　MFC提供了很多功能完备的类，我用MFC实现了临界区。MFC为临界区提供有一个CCriticalSection类，使用该类进行线程同步处理是非常简单的。只需在线程函数中用CCriticalSection类成员函数Lock（）和UnLock（）标定出被保护代码片段即可。Lock（）后代码用到的资源自动被视为临界区内的资源被保护。UnLock后别的线程才能访问这些资源。

　　代码:

　　//CriticalSection

　　CCriticalSection global_CriticalSection;

　　// 共享资源

　　char global_Array[256];

　　//初始化共享资源

　　void InitializeArray()

　　{

　　for(int i = 0;i<256;i++)

　　{

　　global_Array[i]=I;

　　}

　　}

　　//写线程

　　UINT Global_ThreadWrite(LPVOID pParam)

　　{

　　CEdit *ptr=(CEdit *)pParam;

　　ptr->SetWindowText("");

　　//进入临界区

　　global_CriticalSection.Lock();

　　for(int i = 0;i<256;i++)

　　{

　　global_Array[i]=W;

　　ptr->SetWindowText(global_Array);

　　Sleep(10);

　　}

　　//离开临界区

　　global_CriticalSection.Unlock();

　　return 0;

　　}

　　//删除线程

　　UINT Global_ThreadDelete(LPVOID pParam)

　　{

　　CEdit *ptr=(CEdit *)pParam;

　　ptr->SetWindowText("");

　　//进入临界区

　　global_CriticalSection.Lock();

　　for(int i = 0;i<256;i++)

　　{

　　global_Array[i]=D;

　　ptr->SetWindowText(global_Array);

　　Sleep(10);

　　}

　　//离开临界区

　　global_CriticalSection.Unlock();

　　return 0;

　　}

　　//创建线程并启动线程

　　void CCriticalSectionsDlg::OnBnClickedButtonLock()

　　{

　　//Start the first Thread

　　CWinThread *ptrWrite = AfxBeginThread(Global_ThreadWrite,

　　&m_Write,

　　THREAD_PRIORITY_NORMAL,

　　0,

　　CREATE_SUSPENDED);

　　ptrWrite->ResumeThread();

　　//Start the second Thread

　　CWinThread *ptrDelete = AfxBeginThread(Global_ThreadDelete,

　　&m_Delete,

　　THREAD_PRIORITY_NORMAL,

　　0,

　　CREATE_SUSPENDED);

　　ptrDelete->ResumeThread();

　　}

　　在测试程序中，Lock UnLock两个按钮分别实现，在有临界区保护共享资源的执行状态，和没有临界区保护共享资源的执行状态。

　　互斥量（Mutex）

　　互斥量跟临界区很相似，只有拥有互斥对象的线程才具有访问资源的权限，由于互斥对象只有一个，因此就决定了任何情况下此共享资源都不会同时被多个线程所访问。当前占据资源的线程在任务处理完后应将拥有的互斥对象交出，以便其他线程在获得后得以访问资源。互斥量比临界区复杂。因为使用互斥不仅仅能够在同一应用程序不同线程中实现资源的安全共享，而且可以在不同应用程序的线程之间实现对资源的安全共享。

　　互斥量包含的几个操作原语：

　　CreateMutex（） 创建一个互斥量

　　OpenMutex（） 打开一个互斥量

　　ReleaseMutex（） 释放互斥量

　　WaitForMultipleObjects（） 等待互斥量对象

　　同样MFC为互斥量提供有一个CMutex类。使用CMutex类实现互斥量操作非常简单，但是要特别注意对CMutex的构造函数的调用

　　CMutex( BOOL bInitiallyOwn = FALSE, LPCTSTR lpszName = NULL, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsaAttribute = NULL)

　　不用的参数不能乱填，乱填会出现一些意想不到的运行结果。

　　代码:

　　//创建互斥量

　　CMutex global_Mutex(0,0,0);

　　// 共享资源

　　char global_Array[256];

　　void InitializeArray()

　　{

　　for(int i = 0;i<256;i++)

　　{

　　global_Array[i]=I;

　　}

　　}

　　UINT Global_ThreadWrite(LPVOID pParam)

　　{

　　CEdit *ptr=(CEdit *)pParam;

　　ptr->SetWindowText("");

　　global_Mutex.Lock();

　　for(int i = 0;i<256;i++)

　　{

　　global_Array[i]=W;

　　ptr->SetWindowText(global_Array);

　　Sleep(10);

　　}

　　global_Mutex.Unlock();

　　return 0;

　　}

　　UINT Global_ThreadDelete(LPVOID pParam)

　　{

　　CEdit *ptr=(CEdit *)pParam;

　　ptr->SetWindowText("");

　　global_Mutex.Lock();

　　for(int i = 0;i<256;i++)

　　{

　　global_Array[i]=D;

　　ptr->SetWindowText(global_Array);

　　Sleep(10);

　　}

　　global_Mutex.Unlock();

　　return 0;

　　}

　　同样在测试程序中，Lock UnLock两个按钮分别实现，在有互斥量保护共享资源的执行状态，和没有互斥量保护共享资源的执行状态。