C++多线程同步之临界区（CriticalSection）

一、Win32平台

1、相关头文件和接口

#include <windows.h>

CRITICAL_SECTION cs;//定义临界区对象
InitializeCriticalSection(&cs);//初始化临界区
EnterCriticalSection(&cs);//进入临界区
LeaveCriticalSection(&cs);//离开临界区
DeleteCriticalSection(&cs);//删除临界区

2、Win32源码

//=====================MyCriticalSection.h===========================
#ifndef _My_CRITICAL_SECTION_H
#define _My_CRITICAL_SECTION_H

#include <windows.h>
//对临界区同样进行封装
class CMyCriticalSection
{
public:
CMyCriticalSection()
{
InitializeCriticalSection(&m_cSection);
}

void Lock()
{
EnterCriticalSection(&m_cSection);
}

void UnLock()
{
LeaveCriticalSection(&m_cSection);
}

//利用析构函数删除临界区对象
virtual ~CMyCriticalSection()
{
DeleteCriticalSection(&m_cSection);
}
private:
CRITICAL_SECTION                        m_cSection;
};

class CCriticalSectionAutoLock
{
public:
//利用构造函数上锁，即进去临界区
CCriticalSectionAutoLock(CMyCriticalSection *mySection)
:pCMySection(mySection)
{
pCMySection->Lock();
}

//利用析构函数解锁，即离开临界区
virtual ~CCriticalSectionAutoLock()
{
pCMySection->UnLock();
}
private:
CMyCriticalSection                      *pCMySection;
};

#endif

#include <iostream>
#include <windows.h>
#include "MySemaphore.h"
#include "MyMutex.h"
#include "MyCriticalSection.h"
using namespace std;

//HANDLE g_hSemaphore = NULL;
//HANDLE g_hMutex = NULL;

CMySemaphore                    MySemaphore;            //信号量
CMyMutex                        MyMutex;                //互斥量
CMyCriticalSection              MyCriticalSection;      //临界区

DWORD WINAPI Fun(LPVOID lpParamter)
{
string strPrint((const char*)lpParamter);
int iRunTime = 0;
//执行100次跳出
while(++iRunTime<10)
{
{
CCriticalSectionAutoLock  cLock(&MyCriticalSection);
cout <<"["<< iRunTime <<"]:"<< strPrint.c_str()<<endl;
}
Sleep(1); //若去掉此句 可能导致其他线程无法进入临界区,因为 cLock在这之前析构，离开临界区

}
return 0;
}

int main()
{
//创建五个子线程
string str1 = "A";
string str2 = "B";
string str3 = "C";
string str4 = "D";
string str5 = "E";

HANDLE hThread1 = CreateThread(NULL, 0, Fun, (void*)str1.c_str(), 0, NULL);
HANDLE hThread2 = CreateThread(NULL, 0, Fun, (void*)str2.c_str(), 0, NULL);
HANDLE hThread3 = CreateThread(NULL, 0, Fun, (void*)str3.c_str(), 0, NULL);
HANDLE hThread4 = CreateThread(NULL, 0, Fun, (void*)str4.c_str(), 0, NULL);
HANDLE hThread5 = CreateThread(NULL, 0, Fun, (void*)str5.c_str(), 0, NULL);

//关闭线程
CloseHandle(hThread1);
CloseHandle(hThread2);
CloseHandle(hThread3);
CloseHandle(hThread4);
CloseHandle(hThread5);

getchar();
//  system("pause");
return 0;
}

执行结果：


这是加上Sleep(1)；的运行结果，没有加上Sleep(1);的执行结果如下：



从结果我们可以看出如果没有加上Sleep（1）,即在离开临界区后进行休眠，其他线程进入临界区的概率会大大降低，原因可能是由于While循环在不停的循环时，其他线程还没有那么快能够进入临界区，因此在这种情况下想让所有的线程都有机会进入临界区，则需要在离开临界区之后做短暂休眠即可。

3、Linux平台

在Linux环境下，没有Windows下的临界区的概念，但是也可以利用互斥量实现该功能。Linux下的API如下，在前面的博文里也有讲到过，可以参考http://blog.csdn.net/olansefengye1/article/details/53086141。

＃include <pthread.h>
int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t *attr); /*初始化函数*/
int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t *attr);/*去初始化函数*/

int pthread_mutex_lock(pthread_mutexattr_t *attr)/*加锁*/
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutexattr_t *attr)/*解锁*/

但是两者并不是完全一样的，他们的区别总结如下：

1、临界区只能用于对象在同一进程里线程间的互斥访问；互斥体可以用于对象进程间或线程间的互斥访问。

2、临界区是非内核对象，只在用户态进行锁操作，速度快；互斥体是内核对象，在核心态进行锁操作，速度慢。

3、临界区和互斥体在Windows平台都下可用；Linux下只有互斥体可用。

4、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。

5、互斥量:为协调共同对一个共享资源的单独访问而设计的。